Ученые из Дрексельского университета и Университета штата Пенсильвания разработали инновационный гидрогель для биосенсоров, который надежно крепится к коже. Статья опубликована в журнале Science Advances.
За последние десятилетия биосенсоры произвели революцию в домашнем здравоохранении. Устройства для мониторинга сердечного ритма или уровня глюкозы в крови помогают людям с хроническими заболеваниями вести активный образ жизни. Однако даже самые современные датчики имеют существенный недостаток.
Главная проблема носимой электроники заключается в том, что она часто теряет контакт с кожей во время физической активности. Обычным сенсорам мешают волосы, пот, жировые выделения и естественное трение при сгибании конечностей. Из-за этого сигнал искажается, а качество медицинских данных падает.
Исследовательская группа решила улучшить гидрогелевый материал, который выступает связующим звеном между кожей и электроникой. Для повышения прочности и электропроводности в состав смеси добавили хлопья наноматериала на основе графена. Они образовали внутри геля пористую сеть, которая пропускает пот и не дает ему скапливаться под датчиком.
Секрет надежного крепления
Чтобы заставить материал держаться на сложных участках тела, инженеры использовали полидофамин. Это биологический клей, который имитирует клейкие белки мышечной ткани. Благодаря ему датчик не просто намертво фиксируется, но и легко переносит многократное использование.
В ходе экспериментов выяснилось, что новый гидрогель по мягкости напоминает человеческую ткань. Его можно растянуть до размеров, в 80 раз превышающих первоначальные. Материал выдерживает десятки циклов приклеивания и отклеивания без потери своих свойств.
Технологию уже протестировали на практике летом 2026 года. Датчики успешно фиксировали электрокардиограмму на запястье и груди во время тренировок. В другом эксперименте система безошибочно считывала показатели стресса, частоту морганий и пульс у человека, страдающего арахнофобией, во время просмотра видео с пауками.
Ранее ученые создали биосенсор для быстрого обнаружения нанопластика в воде.