به نقل از یورکالرت، پژوهشگران «دانشگاه درکسل»(Drexel University) و «دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا»(Penn State)، چالش بهبود هیدروژل مورد استفاده در حسگرهای زیستی را بر عهده گرفتند و فرمول جدیدی را برای ساخت بستر ژلاتینی گزارش کردند که همهکاره، بادوام و بسیار چسبنده است؛ به طوری که اتصال قویتری را ایجاد کند.
پژوهشگران میگویند علاوه بر حرکات منظم مانند خم شدن یا کشش، موانع سطحی مانند رطوبت، چربی یا مو بزرگترین موانع برای حسگرهای زیستی هستند که به بدن متصل میمانند و سیگنالهای بیولوژیکی را که برای تشخیص آنها طراحی شدهاند، دریافت میکنند. هیدروژل آنها به گونهای فرموله شده است که از طریق مو و عرق به پوست بچسبد و در طول فعالیت بدنی، استحکام خود را حفظ کند.
دکتر «ابوموسی عبدالله»، پژوهشگر فوق دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه درکسل گفت: هدف نهایی یک حسگر زیستی این است که آن قدر قابل اعتماد و راحت باشد که کاربر بدون توجه مداوم به وجود آن بتواند به زندگی خود ادامه دهد. با در نظر گرفتن این موضوع، ما فرمولی را برای یک هیدروژل ابداع کردیم که میتوان آن را در هر شکل یا اندازهای چاپ کرد و به قدری چسبنده است که حتی در صورت تعریق یا مودار بودن پوست میتواند به آن بچسبد و به قدری بادوام است که میتوان دوباره از آن استفاده کرد.
نوآوری غیرمنتظره آنها با تنظیم مخلوط پلیمرها و افزودنیهای تشکیلدهنده ژل به گونهای که به چند روش بسیار خاص رفتار کند، امکانپذیر شد.
هدف پژوهشگران این بود که حسگرهای هیدروژلی آنها به راحتی در هر ناحیهای از بدن قابل استفاده باشند. این به معنای توانایی تولید آنها در شکلها و اندازههای سفارشی بود. پژوهشگران برای دستیابی به این انعطافپذیری در طراحی، یک مکانیسم شیمیایی را که توسط pH مخلوط هدایت میشود، ایجاد کردند تا روند سفت شدن ژل را به تأخیر بیندازند.
پژوهشگران با تنظیم pH محلول توانستند تشکیل ژل را هنگامی که درون سرنگ بود، آغاز کنند. این امر به ژل اجازه میدهد تا به آرامی روی پوست پخش شود و حسگری را به وجود بیاورد که به سرعت با ناحیه استفادهشده در آن مطابقت پیدا کند.
عبدالله گفت: نظارت بر سیگنالهای الکتریکی بدن معمولاً شامل اتصال چندین نوع الکترود و چندین حسگر متفاوت به پوست است که راهاندازی آن میتواند زمانبر باشد و پوشیدن آن میتواند ناراحتکننده باشد. هیدروژل ما این عملکردها را در یک ماده نرم و شبیه به پوست ترکیب میکند که استفاده از آن آسانتر است، تماس نزدیک را با پوست حفظ میکند و به تولید سیگنالهای پایدارتر حتی در زمان حرکت روزمره کمک میکند.
اگرچه این یافتهها اثبات مفهوم هستند، اما پژوهشگران پیشبینی میکنند که کار تنظیم هیدروژل برای کاربردهای خاص باید ادامه یابد. تطبیقپذیری هیدروژل، فرصتهایی را برای نظارت همزمان بر تعدادی از سیگنالهای زیستی، از ضربان قلب و دما گرفته تا پلک زدن و سایر حرکات عضلات فراهم میکند. پژوهشگران میگویند که این ژل را میتوان در حسگرهای نظارت بر ورزش و تمرینهای بدنی و توانبخشی استفاده کرد.
این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.
انتهای پیام
