Sensor de gás vestível para monitoramento de saúde e meio ambiente

Foi desenvolvido um sensor de gás vestível que é uma melhoria nos sensores vestíveis existentes porque usa um mecanismo de autoaquecimento que aumenta a sensibilidade. Permite a rápida recuperação e reutilização do dispositivo. Outros dispositivos deste tipo requerem um aquecedor externo. Além disso, outros sensores vestíveis exigem um processo de litografia caro e demorado em condições de sala limpa.

Trabalhos anteriores envolviam o uso de nanomateriais para detecção porque sua grande relação superfície-volume os torna altamente sensíveis; no entanto, o nanomaterial não é algo que possa receber um sinal, necessitando de eletrodos interdigitados, que são como os dedos de uma mão.

Os pesquisadores usaram um laser para modelar uma única linha altamente porosa de nanomaterial semelhante ao grafeno para sensores que detectam gás, biomoléculas e, no futuro, produtos químicos. Na parte sem sensor da plataforma do dispositivo, a equipe criou uma série de linhas serpentinas revestidas com prata. Quando uma corrente elétrica é aplicada à prata, a região de detecção de gás aquece localmente devido à resistência elétrica significativamente maior, eliminando a necessidade de um aquecedor separado.

As linhas serpentinas permitem que o dispositivo se estique, como molas, para se ajustar à flexão do corpo para sensores vestíveis.

Os nanomateriais usados ​​neste trabalho são óxido de grafeno reduzido e dissulfeto de molibdênio ou uma combinação dos dois, ou um compósito de óxido metálico consistindo de um núcleo de óxido de zinco e uma casca de óxido de cobre, representando as duas classes de materiais sensores de gás amplamente utilizados — nanomateriais de baixa dimensão e óxido metálico. Usando um CO ² laser, vários sensores podem ser feitos na plataforma. O plano é ter dezenas a cem sensores, cada um seletivo para uma molécula diferente, como um nariz eletrônico, para decodificar vários componentes em uma mistura complexa.

As aplicações incluem um sensor vestível para detectar agentes químicos e biológicos que podem danificar os nervos ou pulmões e monitoramento da saúde do paciente, incluindo detecção de biomarcadores gasosos do corpo humano e detecção ambiental de poluentes que podem afetar os pulmões.

O sensor pode detectar dióxido de nitrogênio, que é produzido pelas emissões dos veículos, e dióxido de enxofre, que, junto com o dióxido de nitrogênio, causa chuva ácida. Esses gases podem ser um problema na segurança industrial.

O próximo passo dos pesquisadores é criar matrizes de alta densidade, melhorar o sinal e tornar os sensores mais seletivos. Isso pode envolver o uso de aprendizado de máquina para identificar os sinais distintos de moléculas individuais na plataforma.