Οι μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ πιστεύουν ότι μπορούν να φέρουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο παρακολουθούμε την ανθρώπινη υγεία χρησιμοποιώντας αισθητήρες βασισμένους σε νανοϋλικά ενσωματωμένους στα ρούχα. Με επικεφαλής τον καθηγητή Erik Thostenson και με χρηματοδότηση από το πρόγραμμα Partnerships for Innovation του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, η ομάδα ανέπτυξε αισθητήρες που μπορούν να ενσωματωθούν απρόσκοπτα σε καθημερινά υφάσματα και να προσφέρουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την ανθρώπινη κίνηση.
Η εξέλιξη των αισθητήρων νανοϋλικών
Το ταξίδι αυτών των αισθητήρων νανοϋλικών, που τώρα ονομάζονται “Henswear”, ξεκίνησε πριν από περισσότερα από 15 χρόνια όταν ο Thostenson άρχισε να εργάζεται σε αισθητήρες που βασίζονται σε νανοσωλήνες άνθρακα. Το 2019, ο Thostenson συνεργάστηκε με τον Sagar Doshi, έναν συνεργάτη επιστήμονα στο UD’s Center for Composite Materials (CCM) και συνίδρυσε την MCET Technologies.
Η πιλοτική μελέτη αξιολόγησε την ικανότητα των αισθητήρων του Thostenson που βασίζονται σε νανοϋλικά να συλλέγουν τα κινητικά και κινηματικά δεδομένα της ανθρώπινης κίνησης, μια διαδικασία που συνήθως απαιτεί ένα εργαστηριακό περιβάλλον εξοπλισμένο με προηγμένα όργανα. Τα αποτελέσματα της μελέτης έγιναν το θεμέλιο της Henswear.
Η τρέχουσα επανάληψη αυτών των αισθητήρων διαθέτει αξιοσημείωτη ευελιξία και υψηλή ευαισθησία στις αλλαγές πίεσης και γωνίας ενώ παραμένει λεπτός. Με κόστος λιγότερο από 1 $ ανά γραμμάριο υλικού, μπορούν να ενσωματωθούν σε υπάρχοντα ρούχα ή να εφαρμοστούν απευθείας σε υφάσματα.
Η ομάδα θα διεξαγάγει τώρα πρόσθετη έρευνα για να επικυρώσει τους αισθητήρες και να τους συγκρίνει με τις συμβατικές αξιολογήσεις που βασίζονται στο εργαστήριο, χάρη σε μια διετής επιχορήγηση από την NSF. «Αυτή η έρευνα θα επικεντρωθεί περισσότερο στην άσκηση και το εύρος κίνησης, τα οποία είναι δεδομένα που μπορούν να βοηθήσουν τους κλινικούς ιατρούς να παρακολουθούν εάν ένας ασθενής συμμορφώνεται με τη θεραπεία τους», είπε ο Δρ Χίγκινσον, σε μια δήλωση.
Από το εργαστήριο στον τρόπο ζωής
Η ερευνητική ομάδα θα συνεργαστεί με το Γραφείο Οικονομικής Καινοτομίας και Συνεργασιών του UD (OEIP) και τον Brian Pryor, ειδικό στην εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας και τις ιατρικές συσκευές, για τον εντοπισμό βέλτιστων αγορών και εφαρμογών για την τεχνολογία τους. «Κατανοούμε τον αισθητήρα και τον μηχανισμό ανίχνευσης και τώρα θα εργαστούμε για τη μετάφρασή του σε μια εφαρμογή», είπε ο Thostenson. «Αυτό σημαίνει κατανόηση της επαναληψιμότητας των αισθητήρων, της αλληλεπίδρασης με το ανθρώπινο ένδυμα και της συνεργασίας με συνεργάτες του κλάδου για να μάθετε για πιθανές εφαρμογές, ποιες είναι οι ανάγκες του πελάτη και πού θα μπορούσε να εισαχθεί αυτή η τεχνολογία».
Η ομάδα πρόκειται να συμμετάσχει στο πρόγραμμα NSF I-Corps National Teams, ενισχύοντας περαιτέρω τις προσπάθειές της να γεφυρώσουν το χάσμα μεταξύ της πρωτοποριακής έρευνας και των απτών εφαρμογών. Από τη βελτίωση των ιχνηλατών φυσικής κατάστασης έως την ενίσχυση της αποκατάστασης από τραυματισμούς, οι πιθανές εφαρμογές είναι αρκετά διαφορετικές. Νέα έρευνα αποκαλύπτει φορητή νανοτεχνολογία που θα σας βοηθήσει να γίνετε καλά πιο γρήγορα επικαλύπτοντας τον αισθητήρα απευθείας στα υφάσματα.
Καθώς οι νανοαισθητήρες μεταβαίνουν από εργαστηριακά πρωτότυπα σε φορητές τεχνολογία, οι ερευνητές είναι αισιόδοξοι για τον ανθρώπινο αντίκτυπο, ιδιαίτερα για το πώς η τεχνολογία τους θα μπορούσε να βοηθήσει τους ανθρώπους να θεραπευτούν ή να επιστρέψουν σε πλήρη φυσική κατάσταση γρηγορότερα. «Είναι μια ενδιαφέρουσα συνέργεια μεταξύ της έρευνας υλικών και της έρευνας για την υγεία και είναι υπέροχο να μπορούμε να προωθήσουμε αυτούς τους αισθητήρες έξω από το εργαστήριο και να τους τοποθετήσουμε σε ανθρώπους», πρόσθεσε ο Thostenson.