Учёные создали гибкий датчик пота на основе фотонных нанокристаллов целлюлозы
Нанокристаллы целлюлозы (CNC) — перспективный биоматериал, применяемый в электронике, биопластиках и энергетике. Однако потеря функциональности таких материалов во влажной среде или жидкостях ограничивает их использование в биомедицине, мембранном разделении, мониторинге окружающей среды и носимых устройствах.
Исследовательская группа под руководством профессора Цина Гуаньяня из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук создала устойчивый, нерастворимый и хиральный фотонный пластырь на основе нанокристаллов целлюлозы для определения ионов кальция (Ca2+) в поте.
Исследование, опубликованное в журнале Small 13 апреля, предлагает новый подход к функционализации CNC.
Учёные разработали простой и эффективный метод получения нерастворимых гидрогелей на основе CNC. Они обнаружили, что с помощью реконструкции межмолекулярных водородных связей термическое обезвоживание позволяет оптимизированной фотонной плёнке из композита CNC сформировать стабильную гидрогелевую сеть в водном растворе. Кроме того, было показано, что гидрогель может обратимо переключаться между сухим и влажным состояниями, что удобно для его специфической функционализации.
Введение функционализированных молекул путём адсорбционного набухания в жидкой среде позволило получить гидрогель с морозостойкостью (–20°C), сильной адгезией, хорошей биосовместимостью и высокой чувствительностью к Ca2+.
«Эта работа открывает путь для применения устойчивых целлюлозных сенсоров для мониторинга других метаболитов, таких как глюкоза, мочевина и витамины», — заявил профессор Цин. — «Она также закладывает основу для цифрового управления гидрогелевыми системами, работающими в сфере мониторинга окружающей среды, мембранного разделения и носимых устройств».