Недорогой гибкий датчик находит в поту тяжёлые металлы

Гибкий медный датчик изготовили с малыми расходами из обычных материалов: токопроводящей медной клейкой ленты, листа прозрачной плёнки, электронной этикетки, лака для ногтей, раствора для изготовления схем и ацетона.


Тяжёлые металлы, такие как свинец и кадмий, присутствуют в батарейках, косметике, продуктах питания и других повседневных вещах. Они токсичны, когда накапливаются в организме человека. Но чтобы выявить там, нужно дорогостоящее оборудование и лабораторные условия. Исследователи из Университета Сан-Паулу (USP) в Бразилии разработали и сделали из простых материалов портативный датчик для обнаружения тяжёлых металлов в поту, то есть провести подобный анализ стало просто и удобно.

В исследовании приняли участие группы из Институтов физики (IFSC) и химии (IQSC) Сан-Карлоса, а также сотрудники Мюнхенского университета в Германии и Технологического университета Чалмерса в Швеции. Результаты опубликовали в статье в журнале Chemosensors. Люди выводят тяжёлые металлы в основном с потом и мочой, и анализ этих биологических жидкостей является ключевой частью токсикологических тестов, а также лечения.


— Пауло Аугусто Раймундо Перейра, соавтор статьи и исследователь IFSC-USP.

Основа устройства — полиэтилентерефталат (ПЭТ), поверх которого находится проводящая гибкая медная клейкая лента, электронная этикетка с напечатанным на ней датчиком, которую можно купить в магазине канцтоваров, и защитный слой лака для ногтей или краски из баллончика. Оголённую медь погружают в раствор хлорида железа на 20 минут с последующей промывкой в дистиллированной воде для получения необходимой коррозии. Всё это в итоге обеспечивает скорость, масштабируемость, низкое энергопотребление и малую стоимость.

Готовое устройство подключают к потенциостату, портативному прибору, который определяет концентрацию каждого металла путём измерения разности потенциалов и тока между электродами. Результат отображается на компьютере или смартфоне с помощью соответствующего прикладного программного обеспечения.

Система достаточно проста, чтобы её могли использовать неспециалисты без обучения, а также, например, лаборанты или медсёстры в больницах, клиниках и кабинетах врачей. Устройство также можно использовать в ситуациях, связанных с охраной окружающей среды. Так, качество воды в артезианские скважинах нужно постоянно контролировать, и изобретённый датчик мог бы в этом помочь, как отметил Андерсон де Кампос, соавтор статьи и исследователь из Мюнхенского университета в Германии. Также возможна проверка продуктов питания.

Эффективность датчика в обнаружении свинца и кадмия оценили в ходе испытаний с использованием искусственного пота, обогащённого в идеальных экспериментальных условиях. Но впереди у команды изобретателей — регистрация патента и адаптация концепта под рыночные требования.