Новый водостойкий газовый сенсор для мониторинга здоровья и окружающей среды
Точный и непрерывный мониторинг диоксида азота и других газов в условиях высокой влажности стал возможен благодаря новому водостойкому газовому сенсору, разработанному командой профессора Хуаньюй "Ларри" Ченга.
Сенсор обнаруживает диоксид азота (NO2) в выдыхаемом воздухе (что может указывать на потенциальные легочные заболевания) или в окружающей среде для контроля качества воздуха. Исследование опубликовано в Microsystems & Nanoengineering.
Ранее команда создавала водонепроницаемый сенсор, но он мог измерять только температуру и движение, а также разрабатывала высоконастраиваемые микроскопические и гибкие пористые газовые сенсоры. Однако воздействие влаги, пота или воды делало их неработоспособными.
Ключевое новшество — использование лазерно-индуцированного графена (laser-induced graphene, LIG) в новой конструкции. С двух сторон к чувствительному слою LIG добавили мягкий эластомерный полимерный субстрат и влагостойкую полупроницаемую мембрану.
"Лазерно-индуцированный графен гидрофилен, то есть по своей природе поглощает воду, что меняет его свойства и показания. Полупроницаемая мембрана блокирует проникновение воды или влаги извне, но позволяет проходить целевым молекулам газа. Новая конструкция также эластична и удобна для длительного ношения на коже", — пояснил Ченг.
Тестирование на пациентах: Сенсоры использовали для анализа дыхания 30 человек. Результаты показали, что сигнал сенсора был более чем в 4 раза выше у пациентов с хронической обструктивной болезнью лёгких (ХОБЛ) или астмой по сравнению со здоровыми людьми. Это означает, что в выдохе пациентов с этими заболеваниями содержится более чем в 4 раза больше диоксида азота.
Перспективы применения: