Wanneer zieke baby's in het ziekenhuis liggen, liggen ze te midden van een vaak overweldigend nest draden - monitors om de ademhaling, hartslag, zuurstof in het bloed, temperatuur en meer te meten. Het voeden, aankleden of zelfs oppakken van een baby met deze apparaten kan lastig zijn. Maar onderzoekers van de Universiteit van Sussex in het Verenigd Koninkrijk kunnen mogelijk een draadloze oplossing bieden, hetzij via een kleine Fitbit-achtige armband of met buizen die in de kleding van een baby zijn genaaid.
Het team van fysici heeft een vloeistof ontwikkeld die is gemaakt van een emulsie van grafeen, water en olie. Grafeen is een nanomateriaal gemaakt van koolstofatomen. Het is de lieveling van materiaalwetenschappers geworden in de afgelopen jaren vanwege zijn sterkte, flexibiliteit, elektrische geleidbaarheid en - belangrijker nog - zijn betaalbaarheid. Het team stopte de grafeenemulsie in een kleine buis. Toen de buis heel licht werd uitgerekt, veranderde de geleidbaarheid van de emulsie. Het prototype-apparaat is zo gevoelig dat het subtiele lichaamsbewegingen, zoals ademhaling en hartslag, kan detecteren.
De onderzoekers vermoeden dat de kleine met grafeen gevulde buis een goedkope, onopvallende monitor kan zijn voor zieke baby's en voor volwassenen met ademhalingsproblemen, zoals slaapapneu. Het kan ook worden verkocht als babyproduct aan ouders die zich zorgen maken over wiegendood (Sudden Infant Death Syndrome), mogelijk in de vorm van een draagbaar pak om de vitale functies van een baby te controleren. Naast deze toepassingen is het heel goed mogelijk dat het ook kan worden gebruikt om een meer geavanceerde generatie wearables voor zowel amateur- als professionele atleten te creëren.
Alan Dalton, hoofdonderzoeker van het project, zegt dat de ontwikkeling van deze technologie begon als een nieuwsgierigheid. "Als je denkt aan het mengen van olie en water (bijv. Azijn) bij het maken van een saladedressing, zullen de twee vloeistoffen na verloop van tijd altijd scheiden. Het is heel bekend dat het toevoegen van zeepachtige moleculen of bepaalde fijne poeders aan olie en water kan voorkomen dat ze scheiden, "zegt hij. "Wat we wilden weten was of grafeen hetzelfde effect kon bereiken. We ontdekten niet alleen dat dit inderdaad werkt, maar we zagen ook dat de vloeibare structuren die we konden maken elektrisch geleidend waren."
Het onderzoek werd beschreven in een paper die vorige maand werd gepubliceerd in het tijdschrift Nanoscale .
Een microfoto van de grafeen-, water- en olie-emulsie ontwikkeld door het University of Sussex-team. (Universiteit van Sussex) "Het opwindende van dit nieuwe type geleidende vloeistof is hoe gevoelig het is om te worden uitgerekt, " zei fysicus Matthew Large, de eerste auteur op papier, in een persbericht van de universiteit. "De gevoeligheid van dit nieuwe soort reksensor is eigenlijk veel hoger dan veel bestaande technologieën, en het is het meest gevoelige op vloeistof gebaseerde apparaat dat ooit is gemeld, met een behoorlijk grote marge. "
Het team creëerde de met grafeen gevulde buis na een oproep van de Bill and Melinda Gates Foundation voor wetenschappers om betaalbare draagbare technologieën te ontwikkelen voor het monitoren van baby's in omgevingen met weinig middelen. Een monitor op basis van de technologie van het team vereist geen dure materialen of speciale kennis en kan gemakkelijk naar afgelegen locaties worden verzonden. De onderzoekers werken momenteel samen met een commerciële partner om de komende jaren producten voor de markt te ontwikkelen.
“Dit onderzoek beschrijft een nieuwe manier om 'spanning' of beweging te meten, ” zegt David King, een kinderarts en docent kindergeneeskunde aan de Universiteit van Sheffield in het VK. "Ze hebben hun bevindingen geëxtrapoleerd om te suggereren dat dit nuttig kan zijn om vitale functies direct of op afstand op een meer gevoelige manier te meten."
Het is moeilijk om te weten hoe dit zal werken, omdat King nog geen apparaten heeft vervaardigd. En hij waarschuwt sterk tegen het idee dat dit apparaat - of welk apparaat dan ook - kan worden gebruikt om wiegendood te voorkomen.
"Het uitgangspunt dat het meten van vitale functies de incidentie van wiegendood zal verminderen, wordt niet ondersteund door huidige gegevens, " zegt hij.
Interessant is dat Dalton deze technologie ziet als toepassingen die verder gaan dan gezondheid.
"De mogelijkheid om zeer kleine stukjes of trillingen te meten kan ongelooflijk nuttig zijn, " zegt hij. "Denk aan het detecteren van verschuivingen in de structuur van hoge gebouwen of bruggen; of in staat zijn om een groot aantal sensoren in te zetten op zoek naar de trillingen in verband met geologische gebeurtenissen."
