Устройство плотно обхватывает палец и получает энергию из неожиданного источника – пота с кончика пальца. Кончики пальцев, несмотря на свой небольшой размер, являются одними из самых плодовитых производителей пота в организме, каждый из них содержит более тысячи потовых желез. Эти железы могут производить в 100 – 1000 раз больше пота, чем большинство других областей тела, даже во время отдыха.
Эта постоянная струйка естественного пота – без каких-либо раздражителей или физической активности – является надежным источником энергии, питая устройство энергией даже в периоды бездействия или сна. Устройство сконструировано из нескольких электронных компонентов, напечатанных на тонком, гибком и растягиваемом полимерном материале. Его конструкция позволяет ему прилегать к пальцу, будучи при этом достаточно прочным, чтобы выдерживать многократные сгибания, растяжения и движения. «Датчик основан на замечательной интеграции компонентов сбора и хранения энергии, с несколькими биосенсорами в жидкостном микроканале, а также соответствующим электронным контроллером, и все это на кончике пальца», – сказал Ван. Центральное место в работе занимают биотопливные элементы, которые расположены там, где устройство соприкасается с кончиком пальца. Эти элементы были специально разработаны для эффективного сбора и преобразования химических веществ в поте в электричество. Это электричество хранится в паре гибких батарей из хлорида серебра и цинка, которые питают набор датчиков – всего их четыре – каждый из которых отвечает за мониторинг определенного биомаркера: глюкозы, витамина С, лактата и леводопы, препарата, используемого для лечения болезни Паркинсона.
Поскольку пот проходит через крошечные бумажные микрофлюидные каналы к этим датчикам, устройство анализирует уровни биомаркеров, получая при этом необходимую энергию из самого пота, который он отбирает. Небольшой чип обрабатывает сигналы от датчиков и передает данные по беспроводной сети через Bluetooth с низким энергопотреблением в специально разработанное приложение для смартфона или ноутбука. В тестах испытуемый носил устройство в течение дня, чтобы отслеживать уровень глюкозы во время еды, уровень лактата во время работы за столом и физических упражнений, уровень витамина С во время употребления апельсинового сока и уровень леводопы после употребления бобов, естественного источника соединения.
Дин и его соавтор Тамогна Саха говорят, что устройство может быть настроено в соответствии с индивидуальными потребностями в области здравоохранения, обнаруживая различные наборы биомаркеров. Теперь исследователи работают над созданием системы замкнутого цикла, которая не только отслеживает биомаркеры, но и назначает лечение на основе собранных данных. Например, в случае диабета такое устройство может постоянно контролировать уровень глюкозы и автоматически доставлять инсулин по мере необходимости, а затем оценивать эффективность лечения путем дальнейшего мониторинга уровня биомаркеров.
Источник: https://techxplore.com/news/2024-09-finger-health-fingertips.html
