Tragbare chemische Sensoren dank Nanotechnologie
Die neuesten Entwicklungen in Sachen Kohlenstoffnanoröhren (Carbon Nanotubes, CNT) und gedruckte Elektronik bedeuten letztlich, dass man Elektronik nun in alltägliche Materialien wie Papier und Baumwolle einarbeiten kann. Wenn sie in Verbindung mit leitfähigen Membranen verwendet werden, ist das Potenzial für billige und austauschbare Sensoren nahezu grenzenlos. Die durch die EU-finanzierte Initiative FLEXSENS (FlexSens: Chemical sensors for the 21st century) eingesetzte Strategie diente der Erschaffung einer flexiblen chemischen Sensorplattform, die leicht an verschiedene Anwendungen angepasst werden kann. Das Team konzentrierte sich auf das Einbetten von Sensoren in Alltagsgegenstände und auf die Herstellung von Papier-basierten Einwegsensoren. Forscher begannen mit der Definition von Strategien, um Elektronik in Papier, Baumwolle und Gummi einzubetten und testete verschiedene Möglichkeiten, um chemische Sensoren herzustellen. Sie verwendeten eine Tinte, die mit CNT gemacht wurde, um leitendes Material herzustellen und dieses mit verschiedenen leitfähigen Polymeren zu testen, um den Sensor herzustellen. FLEXSENS schuf Papiersensoren für Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium, und verwendete einen Lithiumpapiersensor als Proof-of-concept. Unter Einsatz eines ähnlichen Ansatzes mit Baumwolle erschufen die Forschenden eine haftende Bandage, die alle diese Sensoren beinhaltet. Die Entwicklung von Festkontakt-Referenzelektroden war ein wichtiger Schritt nach vorne, da diese bei einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können. Überdies wird die Entwicklung einer vollständig integrierten potentiometrischen Zelle auf Papierbasis einen direkten Nachweis von Lithium im Blut ermöglichen. Zudem resultierte die Entwicklung eines neuartigen Kreatininsensors in der Gründung eines Start-up-Unternehmens für Heimdiagnostik. Kooperationen mit anderen Forschungsgruppen haben zu weiteren potenziellen Sensoren geführt, die als "Tattoo" getragen werden können oder Funksignalgebung zur Fernerkundung enthalten. Diese kostengünstigen Sensoren läuten zweifellos den Beginn einer Revolution in der medizinischen Sensortechnologie ein.
Schlüsselbegriffe
chemische Sensoren, tragbar, Wearable, Kohlenstoffnanoröhren, Elektronik, Baumwolle, FLEXSENS, Lithium
