Cảm biến chi phí thấp được nhúng vào áo phông và mặt nạ để theo dõi nhịp thở, nhịp tim

Các nhà nghiên cứu hoàng gia đã nhúng các cảm biến giá rẻ mới theo dõi nhịp thở, nhịp tim và amoniac vào áo phông và khẩu trang.

Các ứng dụng tiềm năng bao gồm theo dõi tập thể dục, giấc ngủ và căng thẳng để chẩn đoán và theo dõi bệnh tật thông qua hơi thở và các dấu hiệu quan trọng.

Được kéo từ sợi dẫn điện mới dựa trên sợi bông do Imperial phát triển có tên là PECOTEX, các cảm biến này có chi phí sản xuất thấp. Chỉ 0,15 đô la tạo ra một mét chỉ để tích hợp liền mạch hơn mười cảm biến vào quần áo và PECOTEX tương thích với các máy thêu vi tính tiêu chuẩn công nghiệp.

Phương tiện linh hoạt của quần áo có nghĩa là cảm biến của chúng tôi có nhiều ứng dụng. Chúng cũng tương đối dễ sản xuất, có nghĩa là chúng tôi có thể mở rộng quy mô sản xuất và mở ra một thế hệ thiết bị đeo mới trong quần áo. “

Fahad Alshabouna, Tác giả đầu tiên, Ph.D. Ứng viên, Khoa Kỹ thuật sinh học của Imperial

Nhóm nghiên cứu đã thêu các cảm biến vào mặt nạ để theo dõi nhịp thở, áo thun để theo dõi hoạt động của tim và hàng dệt may để theo dõi các khí như amoniac, một thành phần của hơi thở có thể được sử dụng để theo dõi chức năng gan và thận. Các cảm biến amoniac được phát triển để kiểm tra xem liệu các cảm biến khí cũng có thể được sản xuất bằng cách thêu.

Fahad cho biết thêm: “Chúng tôi đã chứng minh các ứng dụng trong việc theo dõi hoạt động của tim và nhịp thở, và cảm nhận khí. Các ứng dụng tiềm năng trong tương lai bao gồm chẩn đoán và theo dõi bệnh tật và điều trị, theo dõi cơ thể khi tập thể dục, ngủ và căng thẳng, và sử dụng trong pin, máy sưởi, chống tĩnh điện quần áo. “

Nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Materials Today.

Cảm biến liền mạch

Các cảm biến có thể đeo được, giống như cảm biến trên đồng hồ thông minh, cho phép chúng tôi liên tục theo dõi sức khỏe và thể trạng của mình một cách không xâm phạm. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn còn thiếu các sợi dẫn điện phù hợp, điều này giải thích tại sao các cảm biến có thể đeo được tích hợp liền mạch vào quần áo vẫn chưa được phổ biến rộng rãi.

Nhập PECOTEX. Được các nhà nghiên cứu Imperial phát triển và quay thành cảm biến, vật liệu này có thể giặt bằng máy, ít bị đứt và dẫn điện hơn các sợi dẫn điện bằng bạc có sẵn trên thị trường, nghĩa là có thể thêm nhiều lớp để tạo ra các loại cảm biến phức tạp.

Tác giả chính, Tiến sĩ Firat Guder, cũng thuộc Khoa Kỹ thuật Sinh học, cho biết: “PECOTEX có hiệu suất cao, mạnh mẽ và thích ứng với các nhu cầu khác nhau. Nó có thể mở rộng dễ dàng, có nghĩa là chúng tôi có thể sản xuất số lượng lớn mà không tốn kém bằng cách sử dụng cả máy thêu vi tính trong nước và công nghiệp.

“Nghiên cứu của chúng tôi mở ra khả năng thú vị cho các cảm biến có thể đeo trong quần áo hàng ngày. Bằng cách theo dõi nhịp thở, nhịp tim và khí, chúng đã có thể được tích hợp liền mạch và thậm chí có thể giúp chẩn đoán và theo dõi các phương pháp điều trị bệnh trong tương lai.”

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ khám phá các lĩnh vực ứng dụng mới như lưu trữ năng lượng, thu hoạch năng lượng và cảm biến sinh hóa, cũng như tìm kiếm đối tác để thương mại hóa.

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Vật lý, Kỹ thuật và Bộ Giáo dục Ả Rập Xê Út (EPSRC, một phần của UKRI), Cytiva, Cục Kỹ thuật Sinh học của Imperial, Quỹ Bill và Melinda Gates, và Quân đội Hoa Kỳ.