O monitoramento preciso e contínuo de dióxido de nitrogênio e outros gases em ambientes úmidos agora é possível, graças a um novo sensor de gás resistente à água desenvolvido por Huanyu "Larry" Cheng, Professor Associado James L. Henderson Jr. Memorial de Ciências de Engenharia e Mecânica, e sua equipe.
O sensor detecta dióxido de nitrogênio na respiração, cuja concentração pode indicar possíveis doenças pulmonares ou em ambientes específicos para monitorar a qualidade do ar. A abordagem da equipe foi publicada em Microsystems &Nanoengineering .

Embora Cheng tenha desenvolvido anteriormente um sensor à prova d'água, esse sensor só conseguia detectar temperatura e movimento. A Cheng também desenvolveu um sensor de gás em microescala altamente personalizável, bem como um sensor de gás flexível, poroso e sensível. Umidade, suor ou outras exposições à umidade, no entanto, tornaram os sensores inutilizáveis.

"Não podemos evitar os níveis de umidade no ambiente, e é por isso que queremos enfatizar a propriedade resistente à umidade", disse Cheng.

Os pesquisadores usaram o mesmo grafeno induzido por laser (LIG) – um método de fabricação rápido, econômico e ecológico que usa escrita a laser para montar camadas bidimensionais de grafeno – como fizeram para os sensores de gás anteriores. Desta vez, no entanto, eles também adicionaram um substrato de polímero elastomérico macio e uma membrana semipermeável e resistente à umidade em ambos os lados da camada de detecção de LIG.

“O grafeno induzido por laser é hidrofílico, por isso é intrinsecamente um material absorvente de água”, disse Cheng. "A água entrará naturalmente no material e mudará suas propriedades. Se você tiver moléculas de água absorvidas pelo sensor, isso mudará a resposta. Usando uma membrana semipermeável com o LIG, podemos bloquear a água ou a umidade do fora, mas ainda permitem a permeação da molécula do gás alvo. Como o novo material é elástico e macio, pode ser usado na pele por um longo tempo sem causar irritação."

Para testar os sensores, os pesquisadores os usaram para avaliar a respiração de 30 indivíduos. Eles descobriram que os valores de resposta do sensor eram mais de quatro vezes maiores para pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) ou asma do que para aqueles que não tinham, o que significa que pessoas com DPOC ou asma tinham mais de quatro vezes a quantidade de dióxido de nitrogênio. em sua expiração.

“Com este sensor, estamos muito mais próximos da aplicação real de ajudar um paciente”, disse o coautor Li Yang, professor associado da Escola de Ciências da Saúde e Engenharia Biomédica da Universidade de Tecnologia de Hebei. "Este sensor pode ser usado para o processo de triagem precoce, para alertar alguém sobre a condição potencial que pode se tornar uma preocupação maior mais tarde, e também para o paciente com DPOC ou asma existente para monitorar o ambiente quanto à exposição potencial ao dióxido de nitrogênio para que eles pode tomar medidas de prevenção precoce, como evitar certas áreas com níveis mais altos de dióxido de nitrogênio."

Cheng disse que eventualmente esse sensor poderia ser usado para monitorar não apenas o bem-estar individual, mas também para entender melhor a saúde de uma população. + Explorar mais

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