Rong biển cảm biến sức khỏe và thể chất

Nhóm nghiên cứu tại Sussex đã phát triển cảm biến sức khỏe mới - chẳng hạn như cảm biến được người chạy bộ hoặc bệnh nhân đeo để theo dõi nhịp tim và nhiệt độ - sử dụng các nguyên tố tự nhiên như muối mỏ, nước và rong biển, kết hợp với graphene. Bởi vì chỉ được làm bằng các thành phần có trong tự nhiên, nên cảm biến có thể phân hủy sinh học hoàn toàn, khiến chúng trở nên thân thiện với môi trường hơn so với các chất thay thế dựa trên cao su và nhựa thường được sử dụng.

Thành phần tự nhiên cũng đặt chúng trong lĩnh vực khoa học mới nổi về thiết bị điện tử ăn được - thiết bị điện tử an toàn cho con người sử dụng. Tốt hơn nữa, nhóm nhà nghiên cứu phát hiện cảm biến dựa trên rong biển bền vững của họ thực sự vượt trội so với vật liệu nano và hydrogel dựa trên tổng hợp hiện có - được sử dụng trong máy theo dõi sức khỏe có thể đeo - về độ nhạy. Và, cảm biến càng nhạy thì nó sẽ ghi lại các dấu hiệu sinh tồn của một người càng chính xác.

Tiến sĩ Conor Boland, giảng viên vật lý vật liệu tại Trường Khoa học Vật lý và Toán học Đại học Sussex, cho biết: “Lần đầu tiên tôi được truyền cảm hứng sử dụng rong biển trong phòng thí nghiệm là khi xem chương trình Vua đầu bếp trên tivi. Rong biển mềm mại và dẻo dai hơn. Cấu trúc bồng bềnh - được những người ăn chay trường và những người ăn chay ưa chuộng như một chất thay thế cho gelatin. Điều đó khiến tôi nghĩ: Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể làm điều đó với công nghệ cảm biến? Đối với tôi, một trong những khía cạnh thú vị nhất của sự phát triển này là chúng tôi có một cảm biến vừa có thể phân hủy hoàn toàn bằng sinh học vừa có hiệu quả cao. Trớ trêu thay, việc sản xuất hàng loạt công nghệ y tế dựa trên nhựa và cao su không bền vững có thể gây rủi ro cho sức khỏe con người thông qua vi hạt nhựa xâm nhập vào nguồn nước khi chúng phân hủy. Tôi thấy trách nhiệm của mình là đảm bảo nghiên cứu của mình giúp hiện thực hóa một thế giới sạch hơn cho tất cả trẻ em của chúng ta”.

Rong biển trước hết là một chất cách điện, nhưng bằng cách thêm một lượng graphene quan trọng vào hỗn hợp rong biển, nhóm nhà khoa học tạo ra một màng dẫn điện. Khi được ngâm trong dung dịch muối, màng này nhanh chóng hấp thụ nước, tạo ra hydrogel mềm, xốp và dẫn điện. Sự phát triển này có tiềm năng cách mạng hóa công nghệ theo dõi sức khỏe, vì các ứng dụng trong tương lai của cảm biến đeo được ở cấp độ lâm sàng sẽ trông giống như làn da thứ hai hoặc hình xăm tạm thời: nhẹ, dễ sử dụng và an toàn vì chúng được làm bằng tất cả các thành phần tự nhiên. Điều này giúp cải thiện đáng kể trải nghiệm tổng thể của bệnh nhân mà không cần đến các dụng cụ và dây dẫn bệnh viện thường được sử dụng và có khả năng xâm lấn hơn.

Tiến sĩ Sue Baxter, Giám đốc Đổi mới và Quan hệ Đối tác Kinh doanh tại Đại học Sussex, bộc bạch: “Tại Đại học Sussex, chúng tôi cam kết bảo vệ tương lai hành tinh thông qua nghiên cứu bền vững, chuyên môn và đổi mới. Điều thú vị về sự phát triển này của Tiến sĩ Conor Boland và nhóm của ông là nó quản lý được tất cả một khi thực sự bền vững, giá cả phải chăng và hiệu quả cao - vượt trội so với các giải pháp thay thế tổng hợp.

Điều đáng chú ý đối với giai đoạn nghiên cứu này - và tôi nghĩ điều này nói lên công việc cơ bản tỉ mỉ mà Tiến sĩ Boland và nhóm của ông đã đặt ra khi họ tạo ra bản thiết kế của mình. Nhóm nhà khoa học Sussex của chúng tôi đã tạo ra một thiết bị có tiềm năng thực sự để phát triển ngành thành một sản phẩm mà bạn hoặc tôi có thể hưởng lợi trong tương lai gần”. Bước đột phá nghiên cứu mới nhất này tiếp theo việc nhóm nhà khoa học Sussex công bố kế hoạch chi tiết về phát triển vật liệu nano vào năm 2019, trong đó trình bày một phương pháp để các nhà nghiên cứu tuân theo nhằm tối ưu hóa quá trình phát triển cảm biến vật liệu nano.