"Радионяня" на основе графена проследит за дыханием и пульсом младенцев

Гибкая трубка, заполненная эмульсией из воды, масла и графена, служит датчиком движения.
Фото University of Sussex.

Специалисты Сассекского университета создали датчик, который, как ожидается, сможет уменьшить количество случаев синдрома внезапной детской смерти (СВДС). Датчик представляет собой гибкую резиновую трубку, заполненную особым раствором из воды, масла и частиц популярного сегодня материала графена.

Графен (лист из атомов углерода, связанных вместе в одно двумерное полотно) хорошо проводит ток. При этом его проводимость меняется, когда он даже совсем незначительно растягивается. Этим свойством и воспользовались британские инженеры. Растяжение может быть обнаружено через изменение электропроводности, а значит, датчик на основе графена может регистрировать движение. Нетрудно догадаться, что движением этим может быть подъём грудной клетки человека в процессе дыхания.

Исследователи вдохновились на создание по сути нового метода монитора здоровья после того, как Фонд Билла и Мелинды Гейтс призвал искать новые медицинские технологии для детей, находящихся в ситуациях, когда ресурсы ограничены.

Новая "жидкая технология" невероятно чувствительна, она позволяет улавливает даже самые слабые сигналы.

"То, что мы сделали, похоже на то, как человек создаёт салатную заправку, взбалтывая вместе воду и масло. В этом случае получаются крошечные капельки одной жидкости, плавающие в другой, поскольку они не смешиваются", — объясняет ведущий исследователь доктор Мюттью Лардж (Matthew Large).

Обычно капельки впоследствии собираются в единое целое, и жидкости с течением времени разделяются. "Мы решили эту проблему, добавив графен. Графеновые лепестки располагаются на поверхности капель и предотвращают их слипание", — говорит Лардж.

"Когда частицы графена собираются вокруг капель жидкости, электроны могут прыгать от одной частицы к другой. По этой причине вся жидкость является проводящей", — добавляет учёный.

Когда датчики растягиваются, рассказывает Лардж, капельки сжимаются и деформируются. "Частицы графена в итоге отдаляются друг от друга, в результате чего электронам становится сложнее перепрыгнуть", — говорит он.

Если такие датчики закрепить на теле (в виде повязки как фитнес-трекер) или внедрить их в одежду спящих младенцев, они смогли бы контролировать сердцебиение и дыхание малышей. А в случае остановки дыхания подать сигнал тревоги.

Иными словами, графеновая "радионяня" проследит за дыханием и частотой сердечных сокращений малышей. При этом данные будут отображаться в приложении на смартфоне родителей.

"Используя разработанные нами проводящие жидкие эмульсии, мы сможем создать дешёвые носимые датчики на основе графена. Устройства будут комфортными и неинвазивными, они смогут обеспечить диагностику дыхания и сердечного ритма. В итоге мы получим костюм, который ребёнок сможет носить и который будет считывать всю жизненно важную информацию без всяких проводов. Мы надеемся, что достигнуть такого результата удастся в течение двух-четырёх лет", — добавляет Лардж.

В будущем технологию также можно будет использовать для мониторинга здоровья взрослых людей с апноэ, или она может найти своё применение в жизни спортсменов, которым также важно следить за ритмом сердца и дыханием.

Чувствительность системы, как говорят её авторы, намного выше, чем у других технологий, направленных на обнаружение движения. Кроме того, сами датчики должны быть лёгкими и недорогими в производстве.

Результаты исследования представлены в научном издании Nanoscale.

Добавим, что, согласно последним исследованиям, младенцы должны спать в одной комнате с родителями на протяжении всего первого года жизни. Это, по мнению педиатров, снизит риск возникновения СВДС. Кроме того, спасти тысячи жизней новорождённых также может гель на основе ингредиента из жидкости для полоскания рта.

Сегодня

Илия II заболел

Илия II заболел

1 час назад