Barvy měnící barvy lze tisknout na oblečení, aby nositele varovaly před možnými zdravotními problémy

Všechny Novinky

Díky nedávnému vývoji na Tufts University's School of Engineering můžeme brzy být schopni nosit oblečení, které může změnit barvu v reakci na chemikálie uvolňované z našich těl nebo detekované ve vzduchu.

Inkousty na bázi biomateriálů lze tisknout sítotiskem na textilie, jako jsou oblečení, boty nebo dokonce obličejové masky, ve složitých vzorech a ve vysokém rozlišení, což poskytuje podrobnou mapu lidské reakce nebo expozice.

Pokrok v nositelném snímání, nahlášený v Pokročilé materiály , mohl současně detekovat a kvantifikovat širokou škálu biologických podmínek, molekul a případně patogenů na povrchu těla pomocí konvenčních oděvů a uniforem.



„Použití nových bioaktivních inkoustů s velmi běžnou metodou sítotisku otevírá slibné příležitosti pro masovou výrobu měkkých, nositelných tkanin s velkým počtem senzorů, které lze použít k detekci řady podmínek,“ řekl profesor Fiorenzo Omenetto , odpovídající autor studie. 'Tkaniny mohou skončit v uniformách pro pracoviště, sportovní oblečení nebo dokonce na nábytku a architektonických strukturách.'

PŘÍBUZNÝ: Drony odhodí knihy z knihovny, aby děti ve Virginii mohly číst dál, a to díky knihovnické brilantní myšlence

Nositelná snímací zařízení přitahovala značný zájem o monitorování lidské výkonnosti a zdraví. Bylo vyvinuto mnoho takových zařízení, které začleňují elektroniku do nositelných náplastí, náramků a dalších konfigurací, které monitorují buď lokalizované nebo celkové fyziologické informace, jako je srdeční frekvence nebo krevní glukóza.

Výzkum představený týmem Tufts má jiný, doplňkový přístup - neelektronickou, kolorimetrickou detekci teoreticky velmi velkého počtu analytů pomocí snímacích oděvů, které lze distribuovat tak, aby pokryly velmi velké oblasti: cokoli od náplasti po celé tělo, a za.

Komponenty, které umožňují snímání oděvů, jsou biologicky aktivované inkousty na bázi hedvábí. Rozpustný hedvábný substrát v těchto inkoustových formulacích lze upravit vložením různých „reportérových“ molekul - například indikátorů citlivých na pH nebo enzymů, jako je laktát oxidáza, pro indikaci hladin laktátu v potu. První by mohl být indikátorem zdraví nebo dehydratace pokožky, zatímco druhý by mohl naznačovat úroveň únavy nositele.

PŘEKONTROLOVAT: Nový design solárního komínu nejenže snižuje náklady na energii o 50%, ale může také zachránit životy při požáru

Mnoho dalších derivátů inkoustů může být vytvořeno díky univerzálnosti hedvábného proteinu jeho modifikací pomocí aktivních molekul, jako jsou chemicky citlivá barviva, enzymy, protilátky a další. I když reportérové ​​molekuly mohou být samy o sobě nestabilní, mohou se stát skladovatelnými, pokud jsou zabudovány do hedvábného fibroinu v inkoustové formulaci.

Inkousty jsou formulovány pro aplikace sítotisku kombinací se zahušťovadlem (alginát sodný) a změkčovadlem (glycerol). Sítotiskové biologické inkousty lze použít jako jakýkoli inkoust vyvinutý pro sítotisk, a lze je tedy aplikovat nejen na oděvy, ale také na různé povrchy, jako je dřevo, plasty a papír, pro generování vzorů od stovek mikronů do desítek metrů .

Tato technologie vychází z dřívější práce stejných vědců vyvíjejících bioaktivní hedvábné inkousty formulované pro inkoustový tisk, aby vytvořili Petriho misky, papírové senzory a laboratorní rukavice, které mohou indikovat bakteriální kontaminaci změnou barev.

KOUKNI SE: Tyto nové příjezdové cesty solárních panelů vyrobené z plastových lahví mohou napájet průměrnou domácnost

'Přístup k sítotisku poskytuje ekvivalent velkého, multiplexovaného uspořádání senzorů pokrývajících rozsáhlé oblasti těla, pokud jsou nošeny jako oděv, nebo dokonce na velkých plochách, jako jsou interiéry místností,' řekl Giusy Matzeu, výzkumný asistent biomedicínského výzkumu inženýrství ve škole a první autor práce. 'Ve spojení s analýzou obrazu můžeme získat mapu barevných reakcí s vysokým rozlišením na velké ploše a získat větší přehled o celkovém fyziologickém nebo environmentálním stavu.' Teoreticky bychom mohli tuto metodu rozšířit o sledování kvality ovzduší nebo podporovat monitorování prostředí pro epidemiologii. “

Skutečnost, že metoda využívá běžné tiskové techniky, také otevírá cesty v kreativních aplikacích - něco, co prozkoumala Laia Mogas-Soldevila, architektka a nedávná absolventka doktorského studia na Tufts in Omenetto SilkLab .

HODINKY: Tento hacker postavil automat pro vrány jako důmyslnou reakci na argument koktejlového večírku

Společnost Mogas-Soldevila pomohla vytvořit nádherné tapiserie, které byly vystaveny v muzeích po celých Spojených státech a Evropě. Displeje jsou interaktivní a umožňují návštěvníkům stříkat různé netoxické chemikálie na látku a sledovat transformaci vzorů.

'Je to opravdu skvělý příklad toho, jak umění a inženýrství mohou navzájem získávat a inspirovat se,' řekl Mogas-Soldevila. 'Inženýrské inkousty otevírají novou dimenzi v citlivých, interaktivních tapisériích a povrchech, zatímco 1 000 let staré umění sítotisku poskytlo základ vhodný pro potřebu moderního nositelného snímacího povrchu s vysokým rozlišením.'

Přetištěno z Tufts University

(HODINKYvysvětlující video z Tufts University níže)

Vybarvěte svůj zpravodajský kanál pozitivitou sdílením tohoto skvělého výzkumu se svými přáteli na sociálních médiích ...