சர்க்கரை க்யூப்ஸால் ஈர்க்கப்பட்ட கடற்பாசி போன்ற மின்முனைகள் மருத்துவ கண்காணிப்பை மேம்படுத்தல்

இதய தாளங்கள் மற்றும் தசைகளின் செயல்பாட்டைக் கண்காணிக்க, மருத்துவர்கள் பெரும்பாலும் நோயாளியின் தோலில் மின்முனைகளை இணைத்து, கீழே இருக்கும் மின் சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிகின்றனர். இந்த தூண்டுதல்கள் பல கோளாறுகளின் ஆரம்பகால நோயறிதல் மற்றும் சிகிச்சைக்கு இன்றியமையாதவை, ஆனால் தற்போது கிடைக்கக்கூடிய மின்முனைகள் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன அல்லது உற்பத்தி செய்வதற்கு விலை அதிகம். இருப்பினும், ACS நானோவில் அறிக்கையிடும் ஆராய்ச்சியாளர்கள், குறைந்த விலை, பஞ்சுபோன்ற பதிப்பை மேம்படுத்தப்பட்ட சிக்னல் கண்டறிதலை உருவாக்கியுள்ளனர், இது ஒரு ஆச்சரியமான டெம்ப்ளேட்-சர்க்கரை க்யூப் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது.

எலக்ட்ரோபிசியோலாஜிக் கண்காணிப்புக்கான தற்போதைய தங்க-தரநிலை மின்முனைகள் ஒரு கடத்தும் ஜெல் மூலம் தோலைத் தொடர்பு கொள்ளும் வெள்ளி வட்டில் தங்கியுள்ளன. இந்த மின்முனைகள் மாரடைப்பு, மூளைக் கோளாறுகள் அல்லது நரம்புத்தசை நோய்கள் போன்ற உடல்நலப் பிரச்சினைகளுடன் தொடர்புடைய அசாதாரண மின் சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிவதற்கான முக்கியமான கருவிகளாகும். இருப்பினும், இந்த சாதனங்கள் அவற்றின் குறைபாடுகள் இல்லாமல் இல்லை. அவை கடினமானவை மற்றும் தோலுடன் நன்றாக ஒத்துப்போக முடியாது, குறிப்பாக நோயாளி உடல் ரீதியாக சுறுசுறுப்பாக இருக்கும்போது, ​​சமிக்ஞை தரத்தை குறைக்கிறது. கூடுதலாக, கடத்தும் ஜெல் விரைவாக காய்ந்து, நீண்ட கால கண்காணிப்பு மற்றும் அரிதான நிகழ்வு கண்டறிதலைத் தடுக்கிறது. இந்த சவால்களை எதிர்கொண்டு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மென்மையான மின்முனைகளை வடிவமைத்துள்ளனர், அவை சருமத்திற்கு சிறப்பாக ஒத்துப்போகின்றன, அதே போல் சருமத்தை உடல் ரீதியாக ஊடுருவிச் செல்லும் மைக்ரோநெடில் அடிப்படையிலான பதிப்புகள், ஆனால் இவை தயாரிப்பதற்கு விலை உயர்ந்தவை, அவற்றின் பரவலான பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. எனவே, சுவான் வாங் மற்றும் சகாக்கள் ஒரு குறைந்த விலை கடற்பாசி போன்ற மின்முனையை உருவாக்க விரும்பினர், இது மிகவும் நிலையான மற்றும் மீள்தன்மை கொண்ட தோல் தொடர்பை வழங்கும்.

புதிய சாதனத்தை உருவாக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வணிக ரீதியாக கிடைக்கும் சர்க்கரை க்யூப்ஸுடன் தொடங்கினர், அவை திரவ பாலிடிமெதில்சிலோக்சேன் (PDMS-polydimethylsiloxane)-இல் நனைக்கப்பட்ட ஒரு டெம்ப்ளேட்டாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. குணப்படுத்தும் படிக்குப் பிறகு PDMS ஒரு திடமான கட்டமைப்பாக மாறியது. பின்னர் அவர்கள் சர்க்கரையை சுடுநீரில் கரைத்து, கடற்பாசியின் நுண்துளைகளை மின்முனையை உருவாக்க ஒரு கடத்தும் மெல்லிய படலத்துடன் பூசினர்.

நுண்துளைகள் பஞ்சுபோன்ற தோலுடன் தொடர்புப் பகுதியை அதிகரிக்க அனுமதித்ததால், புதிய சாதனம் வலுவான சமிக்ஞை தீவிரம் மற்றும் நிலையான மின்முனைகளுடன் ஒப்பிடும் போது சத்தத்தைக் குறைத்தது. மைக்ரோபோர்ஸ் சாதனம் அதிக கடத்தும் ஜெல்லை எடுத்துச் செல்ல உதவியது, இது நிலையான பதிப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றை விரைவாக உலர்த்தாமல் மற்றும் சமிக்ஞையை இழப்பதைத் தடுக்கிறது. ஜெல் ஒரு அதிர்ச்சி உறிஞ்சியாகவும் செயல்பட்டது, தோல்-எலக்ட்ரோடு தொடர்பில் நோயாளியின் இயக்கத்தின் எதிர்மறையான தாக்கங்களைக் குறைத்து, சிக்னல் கண்டறிதலை உறுதி செய்கிறது. பிரசவத்தின் போது கருப்பைச் சுருக்கங்களைக் கண்காணிக்கும் கடற்பாசி சாதனத்தின் திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதித்தனர். மேலும் இது வழக்கமான மின்முனையை விட சிறப்பாக செயல்படுவதைக் கண்டறிந்தனர். குறைந்த விலை, நெகிழ்வான மாற்றாக, ஸ்பாஞ்ச் எலக்ட்ரோடுகள் அணியக்கூடிய சுகாதாரப் பயன்பாடுகளுக்கான சாத்தியக்கூறுகளை விரிவுபடுத்துகின்றன, நோயாளிகள் நகர வேண்டிய மருத்துவப் பரிசோதனைகள் அல்லது வீட்டில் அல்லது வேலையில் உள்ளவர்களை நீண்டகாலமாக கண்காணிப்பது உட்பட, ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர்.

References:

• Gao, Y., Xiao, T., Li, Q., Chen, Y., Qiu, X., Liu, J., & Xuan, F. (2022). Flexible microstructured pressure sensors: design, fabrication and applications. Nanotechnology, 33(32), 322002.
• Song, Y., Chen, H., Su, Z., Chen, X., Miao, L., Zhang, J., & Zhang, H. (2017). Highly compressible integrated supercapacitor–piezoresistance‐sensor system with CNT–PDMS sponge for health monitoring. small, 13(39), 1702091.
• Liu, Y., He, K., Chen, G., Leow, W. R., & Chen, X. (2017). Nature-inspired structural materials for flexible electronic devices. Chemical reviews, 117(20), 12893-12941.
• Parameswaran, C., & Gupta, D. (2019). Large area flexible pressure/strain sensors and arrays using nanomaterials and printing techniques. Nano Convergence, 6(1), 1-23.