В материалах APL, опубликованных AIP Publishing, исследователи из Университета Юты и Национального университета Кёнсан в Южной Корее разработали удобный и недорогой биоэлектрический датчик.
Датчик измеряет электромиографические (ЭМГ) сигналы, которые генерируются мышцами при их сокращении. Сигналы ЭМГ полезны для изучения мышечной усталости и восстановления, и они могут помочь в диагностике и лечении нервно-мышечных заболеваний.
«Сигнал, который мы измеряем, представляет собой изменение напряжения во времени», – сказал автор Хуанань Чжан. "Каждый раз, когда ваш палец движется, потенциал тела, мышцы меняется.
Итак, мы можем обнаружить эту разницу в потенциале."
Биосенсор встраивается непосредственно в одежду.
У этого есть преимущества, помимо удобства и комфорта – мягкая одежда означает лучший контакт с кожей и лучший сигнал.
Первоначально исследователи наносили серебряную пасту прямо на ткань.
Серебро является проводящим, что делает его хорошим материалом для обнаружения электрических сигналов. Однако он также несколько токсичен, поэтому продолжительное воздействие может привести к раздражению кожи.
Чтобы использовать полезные свойства серебра и решить проблемы, которые оно создает, команда нанесла слой наночастиц золота поверх серебра.
Золото полностью заключило в капсулу частицы серебра, не позволяя им соприкасаться с кожей.
В результате получился детектор, который одновременно проводил и не раздражал кожу. Количество золота и серебра достаточно мало, поэтому оно также остается недорогим.
Ученые проверили работу биосенсора, поместив его на бицепс и пальцы и отслеживая обнаруженный сигнал по мере того, как эти мышцы развиваются с помощью различных упражнений.
Поскольку датчик является частью ткани и предназначен для использования в течение длительного времени, он должен выдерживать стирку. Команда повторно проверила работу датчика после нескольких стирок и обнаружила, что его производительность остается высокой.
«Эта работа не только разрабатывает носимое устройство, которое имеет фактор удобства, но также имеет отличные характеристики и является биосовместимым», – сказал Чжан.
Команда считает, что использование этой техники печати на текстиле может произвести революцию в будущих биоэлектрических датчиках.