Wenn kranke Babys im Krankenhaus sind, liegen sie inmitten eines oft überwältigenden Netzes von Drähten - Monitore zur Messung von Atmung, Herzfrequenz, Blutsauerstoff, Temperatur und mehr. Es kann schwierig sein, ein Baby mit diesen Geräten zu füttern, anzuziehen oder sogar aufzuheben. Forscher an der Universität von Sussex in Großbritannien könnten möglicherweise eine drahtlose Lösung anbieten, entweder über ein winziges Fitbit-ähnliches Armband oder mit Schläuchen, die in die Kleidung eines Babys eingenäht sind.
Das Physikerteam hat eine Flüssigkeit aus einer Emulsion von Graphen, Wasser und Öl entwickelt. Graphen ist ein Nanomaterial aus Kohlenstoffatomen. In den letzten Jahren wurde es aufgrund seiner Stärke, Flexibilität, elektrischen Leitfähigkeit und vor allem seiner Erschwinglichkeit zum Liebling der Materialwissenschaftler. Das Team legte die Graphenemulsion in ein winziges Röhrchen. Wenn der Schlauch nur geringfügig gedehnt wurde, änderte sich die Leitfähigkeit der Emulsion. Der Prototyp ist so empfindlich, dass er subtile Körperbewegungen wie Atmung und Pulsfrequenz erkennen kann.
Die Forscher vermuten, dass der winzige, mit Graphen gefüllte Schlauch ein billiger, unauffälliger Monitor für kranke Babys und für Erwachsene mit Atemproblemen wie Schlafapnoe sein könnte. Es könnte auch als Babyprodukt an Eltern verkauft werden, die wegen SIDS (Sudden Infant Death Syndrome) besorgt sind, möglicherweise in Form eines tragbaren Anzugs, um die Vitalfunktionen eines Babys zu überwachen. Abgesehen von diesen Anwendungen ist es durchaus möglich, dass damit auch eine fortschrittlichere Generation von Wearables für Amateur- und Profisportler erstellt werden kann.
Alan Dalton, der leitende Forscher des Projekts, sagt, die Entwicklung dieser Technologie habe aus Neugier begonnen. "Wenn Sie daran denken, Öl und Wasser (dh Essig) beim Zubereiten eines Salatdressings zu mischen, trennen sich die beiden Flüssigkeiten im Laufe der Zeit. Es ist allgemein bekannt, dass die Zugabe von seifenartigen Molekülen oder bestimmten feinen Pulvern zu Öl und Wasser sie davon abhalten kann trennen ", sagt er. "Wir wollten wissen, ob Graphen den gleichen Effekt erzielen kann. Wir haben nicht nur festgestellt, dass dies tatsächlich funktioniert, sondern auch festgestellt, dass die von uns hergestellten flüssigen Strukturen elektrisch leitend sind."
Die Forschung wurde in einem Artikel beschrieben, der letzten Monat in der Zeitschrift Nanoscale veröffentlicht wurde .
Eine mikroskopische Aufnahme der Emulsion aus Graphen, Wasser und Öl, die vom Team der Universität von Sussex entwickelt wurde. (Universität von Sussex) "Das Spannende an dieser neuen Art von leitfähiger Flüssigkeit ist, wie empfindlich sie gegen Dehnung ist", sagte der Physiker Matthew Large, der erste Autor auf dem Papier, in einer Pressemitteilung der Universität tatsächlich viel höher als viele der vorhandenen Technologien, und es ist das empfindlichste Gerät auf Flüssigkeitsbasis, über das jemals berichtet wurde, mit einem beachtlichen Vorsprung. "
Das Team entwickelte die mit Graphen gefüllte Röhre, nachdem Wissenschaftler von der Bill and Melinda Gates Foundation aufgefordert worden waren, erschwingliche tragbare Technologien zur Überwachung von Babys in ressourcenarmen Umgebungen zu entwickeln. Ein Monitor, der auf der Technologie des Teams basiert, würde keine teuren Materialien oder Spezialkenntnisse erfordern und könnte leicht an entfernte Standorte geliefert werden. Die Forscher arbeiten derzeit mit einem kommerziellen Partner zusammen, um in den nächsten Jahren Produkte für den Markt zu entwickeln.
"Diese Studie beschreibt eine neuartige Methode zur Messung von 'Belastung' oder Bewegung", sagt David King, Kinderarzt und Dozent für Pädiatrie an der Universität von Sheffield in Großbritannien. "Sie haben ihre Ergebnisse extrapoliert, um darauf hinzuweisen, dass dies nützlich sein könnte, um die Vitalfunktionen entweder direkt oder auf eine empfindlichere Weise aus der Ferne zu messen."
Es ist jedoch schwierig zu wissen, wie dies funktionieren wird, da noch keine Geräte hergestellt wurden, sagt King. Und er warnt nachdrücklich vor der Idee, dass dieses Gerät - oder jedes andere Gerät - verwendet werden könnte, um SIDS zu verhindern.
"Die Annahme, dass die Messung der Vitalfunktionen die Inzidenz von SIDS verringern wird, wird durch aktuelle Erkenntnisse nicht gestützt", sagt er.
Interessanterweise sieht Dalton in dieser Technologie Anwendungen, die über die Gesundheit hinausgehen.
"Die Fähigkeit, sehr kleine Strecken oder Vibrationen zu messen, könnte unglaublich nützlich sein", sagt er. "Denken Sie daran, Veränderungen in der Struktur von hohen Gebäuden oder Brücken zu erkennen oder eine große Anzahl von Sensoren einzusetzen, um die mit geologischen Ereignissen verbundenen Schwingungen zu ermitteln."
