Исследователи разработали компактный 3D-печатный датчик, который позволяет определить уровень сахара в крови человека по концентрации паров ацетона в его дыхании.
В настоящее время диабетики вынуждены ежедневно прокалывать кожу, чтобы контролировать содержание глюкозы. Однако группа ученых из Кильского университета и Технического университета Молдовы создала чрезвычайно чувствительное и энергоэффективное устройство для анализа паров различных газов. Поскольку концентрация ацетона в дыхании коррелирует с уровнем сахара в крови, то его можно использовать в качестве нового тестера для диабетиков.
Фактически исследователи разработали рентабельную технологию производства новых датчиков посредством 3D-печати. На их рабочей поверхности находится множество крошечных металлических проволок, диаметром около 20 нм, которые увеличивают площадь устройства и его чувствительность.
Из-за большой концентрации выступающих наноструктур, молекулы газов при прохождении запутываются в этой гуще шипов, изменяя сопротивление датчика. Эти небольшие перемены можно измерять, пропуская слабые электрические сигналы через нанопроволоки ,а затем вывести результаты на дисплей портативного устройства.
Для достижения высокой концентрации наношипов команда нагревает простые микрочастицы металла до тех пор, пока на них не образуются многочисленные тонкие нанопроволоки и наноспайки. Затем с помощью специально разработанных чернил эти частицы можно наносить на различные поверхности с помощью 3-D принтера. Для производства не требуются особые условия, а структуру материала можно настраивать под определенный газ. На одновременное создание нескольких датчиков уходит пара минут.
Пока что команда проводит исследования, но в дальнейшем надеется избавить диабетиков от необходимости ежедневных болезненных прокалываний пальца, предложив портативное устройство, которое будет выводить данные на смартфон.
Возможно, в скором времени эта проблема перестанет быть актуальной, поскольку недавно ученые смогли вылечить сахарный диабет у мышей, дав надежду миллионам людей.
текст: Илья Бауэр, фото: Working Group Functional Nanomaterials
Государство и общество
