حبه قند به رصد بهتر سیگنال های بدن کمک می کند!

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، الکترودهای پزشکی برای رصد فعالیت های الکتریکی داخل بدن نقش مهمی دارند. این الکترودها که با هزینه زیاد تولید می شوند به طور معمول خشک و بدون انعطاف هستند. به همین دلیل هنگامیکه کاربر حرکت می کند در مکان درست قرار نمی گیرند. اکنون محققان یک الکترود مبتنی بر حبه قند ابداع کرده اند که این چالش ها را برطرف کرده است!

در حال حاضر الکترودهایی با بهترین عملکرد دارای یک صفحه نقره ای رسانا هستند که با پوست بدن تماس دارد. از آنجا که این صفحه نرم یا انعطاف پذیر نیست، روی پوست به خوبی قرار نمی گیرد. این بدان معنا است که استفاده از آن برای کاربر راحت نیست و اگر بدن وی ثابت نماند، احتمالا الکترود از پوست وی جدا می شود.

علاوه بر آن ژل رسانایی که بین پوست و الکترود به کار می رود، به سرعت خشک می شود، در نتیجه اگر به طور مرتب تجدید نشود، سیگنال ها از بین می روند. در همین راستا گروهی از محققان دانشگاه واشنگتن به رهبری پروفسور چوان وانگ مشغول توسعه یک جایگزین ارزان تر و سهل الاستفاده تر با قابلیت چسبندگی بیشتر هستند که کارکرد آن از الکترودهای فعلی بهتر باشد. برای این منظور آنها از حبه قندهای معمولی استفاده کردند.

هر حبه پس از قرار گرفتن در نوعی پلیمر به نام PDMS به مدت ۲ ساعت، به شکل الکترود دلخواه درمی آید. مایع پلیمری مذکور که در حبه قند جذب شده شکل آن را تغییر می دهد و راه خود را به فضاهای کوچک بین دانه های شکر باز می کند.

پس از انجام یک فرایند فراوری ۳ ساعته، پلیمر به یک ماده الاستیک جامد تبدیل می شود. سپس از آب داغ برای حل کردن قند استفاده می شود و در نهایت آنچه باقی می ماند یک ماتریکس اسفنجی و متخلخل از PDMS است.

در مرحله بعد ماده مذکور با پلاسما اکسیژن و اتیلن گلیکول ترکیب می شود و در یک پلیمر دیگر قرار داده می شود که از لحاظ الکتریکی رسانا است. در نتیجه یک ورقه نازک از پلیمر جدید روی سوراخ های ماده اسفنجی را می پوشاند.

پس از یک مرحله فراوری دیگر با گرما، اسفنج رسانا سیم کشی و آماده است تا به عنوان یک الکترود به کار رود.

آزمایش های انجام شده روی انسان ها نشان داد، این دستگاه بهتر از الکترودهای فلزی خشک به پوست انسجام می چسبد. علاوه بر آن سروصدای ارسال و دریافت سیگنال الکتریکی نیز کمتر می شود.

این اسفنج می تواند ژل رسانای الکتریسیته را برای مدت طولانی تری حفظ و از خشک شدن آن جلوگیری کند.

محققان امیدوارند این تحقیق را توسعه دهند و در آینده از الکترودهای اسفنجی برای آزمایش های پزشکی استفاده کنند که حین فعالیت های بدنی بیمار انجام می شود.همچنین کاربران می توانند الکترودها را به مدت طولانی تری در منزل استفاده کنند.

این تحقیق در ژورنال ACS Nano منتشر شده است.