Relógio de pulso com sensor de suor oferece monitoramento em tempo real da química corporal

Relógio de pulso com sensor de suor oferece monitoramento em tempo real da química corporal. Crédito:Cai Xin

Os pesquisadores criaram um relógio de pulso exclusivo que contém vários módulos, incluindo um conjunto de sensores, um chip microfluídico, processamento de sinal e um sistema de exibição de dados para monitorar produtos químicos no suor humano. O estudo deles foi publicado na revista ACS Nano .

"Ele pode monitorar de forma contínua e precisa os níveis de potássio (K⁺ ), sódio (Na⁺ ) e cálcio (Ca²⁺ ) íons, oferecendo capacidades de rastreamento em tempo real e de longo prazo", disse o pesquisador sênior Prof. Huang Xingjiu, do Instituto de Física do Estado Sólido dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências.

Um enorme progresso foi feito em sensores de suor baseados em métodos eletroquímicos, tornando mais fácil monitorar as mudanças corporais. A estabilidade do chip do sensor é crucial para seu efeito de aplicação e vida útil, que é a chave para garantir a operação confiável do sensor a longo prazo.

Portanto, os pesquisadores se concentraram em projetar uma interface SC estável como componentes principais, ao mesmo tempo em que integravam totalmente vários módulos do sensor de suor para permitir o monitoramento simultâneo e confiável de vários íons alvo.

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram conjuntos de sensores fabricados em massa com base em carbono poroso dopado com N reticulado com poros multicamadas hierárquicos revestido por microesferas de óxido de grafeno reduzido (NPCs@rGO-950) com alta hidrofobicidade como núcleo SC. Isso permitiu o monitoramento altamente seletivo de K⁺ , Na⁺ e Ca²⁺ íons no suor humano.

Dr. Cai está mostrando o relógio de pulso, que pode monitorar os níveis de vários produtos químicos no suor. Crédito:Cai Xin

Usando tomografia computadorizada e simulação de difusão de potencial de interface sólido-sólido, eles descobriram que a difusão de substâncias entre interfaces sólidas é muito baixa e a capacidade de armazenar carga elétrica nessas interfaces é alta. Isso garante excelente estabilidade potencial, reversibilidade, repetibilidade e seletividade dos conjuntos de sensores.

A confiabilidade a longo prazo deste relógio é promissora. Ele pode monitorar consistentemente os três íons no suor humano por mais de 6 meses, superando a estabilidade de muitos outros sensores relatados.

Este estudo representa uma abordagem abrangente ao design de materiais, pesquisa de mecanismo de interface, produção em massa de chips sensores e integração total modular, proporcionando mais possibilidades para sensores eletroquímicos de suor vestíveis, de acordo com a equipe.

Mais informações: Xin Cai et al, Relógio de pulso multiplexado totalmente integrado para monitoramento em tempo real de íons eletrolíticos no suor, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c13035
Informações do diário: ACS Nano

Fornecido pelos Institutos de Ciências Físicas de Hefei, Academia Chinesa de Ciências

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