Une surveillance précise et continue du dioxyde d'azote et d'autres gaz dans les environnements humides est désormais possible, grâce à un nouveau capteur de gaz résistant à l'eau développé par Huanyu "Larry" Cheng, professeur associé James L. Henderson Jr. Memorial de sciences de l'ingénieur et de mécanique, et son équipe.

Le capteur détecte le dioxyde d'azote dans l'haleine, dont la concentration peut indiquer des maladies pulmonaires potentielles, ou dans des environnements particuliers pour surveiller la qualité de l'air. L'approche de l'équipe a été publiée dans Microsystems &Nanoengineering .

Alors que Cheng avait précédemment développé un capteur étanche, ce capteur ne pouvait détecter que la température et le mouvement. Cheng a également développé un capteur de gaz à micro-échelle hautement personnalisable, ainsi qu'un capteur de gaz flexible, poreux et sensible. Cependant, l'humidité, la sueur ou toute autre exposition à l'humidité rendait les capteurs inutilisables.

"Nous ne pouvons pas éviter les niveaux d'humidité dans l'environnement, c'est pourquoi nous voulions mettre l'accent sur la propriété de résistance à l'humidité", a déclaré Cheng.

Les chercheurs ont utilisé le même graphène induit par laser (LIG) - une méthode de fabrication rapide, économique et respectueuse de l'environnement qui utilise l'écriture laser pour assembler des couches de graphène bidimensionnelles - comme ils l'ont fait pour les capteurs de gaz précédents. Cette fois, cependant, ils ont également ajouté un substrat polymère élastomère souple et une membrane semi-perméable résistante à l'humidité de chaque côté de la couche de détection LIG.

"Le graphène induit par laser est hydrophile, il est donc intrinsèquement un matériau absorbant l'eau", a déclaré Cheng. "L'eau descendra naturellement dans le matériau et changera ses propriétés. Si vous avez des molécules d'eau absorbées par le capteur, cela changera la réponse. En utilisant une membrane semi-perméable avec le LIG, nous pouvons bloquer l'eau ou l'humidité du à l'extérieur tout en permettant la perméation de la molécule de gaz cible. Étant donné que le nouveau matériau est extensible et doux, il peut être porté sur la peau pendant une longue période sans provoquer d'irritation.

Pour tester les capteurs, les chercheurs les ont utilisés pour évaluer la respiration de 30 individus. Ils ont constaté que les valeurs de réponse du capteur étaient plus de quatre fois plus élevées pour les patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) ou d'asthme que pour ceux qui n'en avaient pas, ce qui signifie que les personnes atteintes de MPOC ou d'asthme avaient plus de quatre fois la quantité de dioxyde d'azote. dans leur expiration.

"Avec ce capteur, nous sommes beaucoup plus proches de l'application réelle d'aider un patient", a déclaré le co-auteur Li Yang, professeur agrégé à l'École des sciences de la santé et de génie biomédical de l'Université de technologie du Hebei. "Ce capteur pourrait être utilisé pour le processus de dépistage précoce, pour informer quelqu'un de la condition potentielle qui pourrait devenir une préoccupation plus importante plus tard, et aussi pour le patient BPCO ou asthmatique existant pour surveiller l'environnement pour une exposition potentielle au dioxyde d'azote afin qu'ils peut prendre des mesures de prévention précoces, comme éviter certaines zones où les niveaux de dioxyde d'azote sont plus élevés."

Cheng a déclaré qu'à terme, ce capteur pourrait être utilisé pour surveiller non seulement le bien-être individuel, mais aussi pour mieux comprendre la santé d'une population. + Explorer plus loin

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