Les chercheurs ont créé une montre-bracelet unique contenant plusieurs modules, notamment un réseau de capteurs, une puce microfluidique, un traitement du signal et un système d'affichage de données pour surveiller les produits chimiques présents dans la sueur humaine. Leur étude est publiée dans la revue ACS Nano .
"Il peut surveiller en continu et avec précision les niveaux de potassium (K + ), sodium (Na + ) et le calcium (Ca 2+ ), offrant des capacités de suivi à la fois en temps réel et à long terme", a déclaré le professeur Huang Xingjiu, chercheur principal de l'Institut de physique du solide de l'Institut Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences.
D’énormes progrès ont été réalisés dans les capteurs de sueur basés sur des méthodes électrochimiques, facilitant ainsi le suivi des changements corporels. La stabilité de la puce du capteur est cruciale pour son effet d'application et sa durée de vie, ce qui est la clé pour garantir le fonctionnement fiable à long terme du capteur.
Par conséquent, les chercheurs se sont concentrés sur la conception d'une interface SC stable en tant que composants principaux, tout en intégrant entièrement plusieurs modules du capteur de sueur pour permettre une surveillance simultanée et fiable de plusieurs ions cibles.
Dans cette étude, les chercheurs ont développé des réseaux de capteurs fabriqués en série basés sur du carbone poreux dopé au N réticulé à pores multicouches hiérarchiques recouvert de microsphères d'oxyde de graphène réduit (NPCs@rGO-950) avec une hydrophobie élevée comme noyau SC. Cela a permis une surveillance très sélective de K + , Na + , et Ca 2+ ions dans la sueur humaine.
En utilisant la tomodensitométrie et la simulation de diffusion potentielle d’interface solide-solide, ils ont constaté que la diffusion de substances entre les interfaces solides est très faible et que la capacité de stocker une charge électrique à ces interfaces est élevée. Cela garantit l'excellente stabilité potentielle, la réversibilité, la répétabilité et la sélectivité des réseaux de capteurs.
La fiabilité à long terme de cette montre est prometteuse. Il peut surveiller de manière constante les trois ions présents dans la sueur humaine pendant plus de 6 mois, surpassant ainsi la stabilité de nombreux autres capteurs rapportés.
Cette étude représente une approche globale de la conception des matériaux, de la recherche sur les mécanismes d'interface, de la production en série de puces de capteurs et d'une intégration modulaire complète, offrant davantage de possibilités pour les capteurs électrochimiques de sueur portables, selon l'équipe.
Plus d'informations : Xin Cai et al, Montre-bracelet multiplexée entièrement intégrée pour la surveillance en temps réel des ions électrolytiques dans la sueur, ACS Nano (2024). DOI :10.1021/acsnano.3c13035
Informations sur le journal : ACS Nano
Fourni par les Instituts de sciences physiques Hefei, Académie chinoise des sciences
