Созданные датчики уже прошли лабораторные испытания и продемонстрировали высокую эффективность. Они не вызывают раздражения кожи, устойчивы к стирке и могут быть использованы в производстве специальной одежды, такой как спортивная униформа. Исследование было опубликовано в журнале ACS Sensors.

Измерение биопотенциалов позволяет анализировать жизненно важные показатели организма. Однако традиционные металлические электроды, регистрирующие электрическую активность сердца, мышц и мозга, могут вызывать раздражение кожи из-за воздействия материалов и адгезивов. Это ограничивает их использование, так как непрерывное ношение таких электродов невозможно более 72 часов. Сотрудники ТПУ разработали электроды, которые не вызывают раздражения кожи и предназначены для длительного мониторинга состояния здоровья.

Электроды были изготовлены с использованием нового подхода к формированию электропроводящих полимерных композитов методом лазерной обработки. Ученые нанесли на текстильную основу слой термопластика полиэтилентерефталата (лавсана) толщиной всего в одну десятую миллиметра, после чего покрыли его оксидом графена и обработали лазером. Это позволило достичь высокой электропроводности и механической стабильности, что делает электроды устойчивыми к внешним воздействиям, таким как стирка.

Одной из ключевых особенностей новых датчиков является их работа без специального электропроводящего геля, который обычно используется для обеспечения контакта с кожей. Датчики изготавливаются из доступных материалов на обычном текстиле. Умная одежда с такими датчиками сможет следить за состоянием здоровья человека, например, измеряя пульс спортсмена во время тренировки. Преимуществом новых датчиков является возможность сбора информации сразу с нескольких частей тела.

Лабораторные тесты биологической совместимости, проведенные в Сибирском государственном медицинском университете, показали, что использование новых электродов на основе оксида графена вызывает гораздо меньше воспалений кожи по сравнению с традиционными хлорсеребряными электродами. Исследователи также оптимизировали электрохимические свойства биоэлектродов, что улучшает их эксплуатационные характеристики.

Разработка ведется совместно с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета и Сычуаньского университета в Китае. Проект реализуется при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет-2030».