~6 0~br />
Zen
МОСКВА, 25 сентября Ученые ТПУ разработали материал для умной одежды, которая может отслеживать физическое состояние человека в течение длительного времени. По их словам, созданные ими датчики прошли лабораторные испытания. Они не раздражают кожу, устойчивы к стирке и могут использоваться при производстве специальной одежды, например, спортивной формы. Исследование опубликовано в журнале ACS Sensors.
Измерение биопотенциалов позволяет анализировать показатели жизнедеятельности человеческого организма. Однако металлические электроды, регистрирующие электрическую активность сердца, мышц, мозга и другие сигналы нашего тела, могут раздражать кожу в месте их крепления из-за воздействия на нее электродных материалов и клеев, что затрудняет их непрерывное использование более 72 часов подряд, пояснили сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ).
Сотрудники научной группы TERS-Team Научной школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета создали электроды, предназначенные для длительного мониторинга состояния здоровья и не вызывающие раздражения кожи. Они изготовлены с использованием разработанного в ТПУ подхода к формированию токопроводящих полимерных композитов методом лазерной обработки.
Ученые нанесли на текстильную основу слой полиэтилентерефталатного термопластика (в России его называют «лавсан» по сокращенному обозначению Лаборатории высокомолекулярных соединений Академии наук) толщиной в одну десятую миллиметра, что примерно соответствует толщине листа стандартной офисной бумаги. Затем термопластик покрыли слоем оксида графена и обработали лазером. По словам авторов разработки, это позволило добиться высокой электропроводности и достаточной механической устойчивости композита, что делает электроды устойчивыми к внешним воздействиям, например, стирке. 
Особенность новых датчиков в том, что они могут работать без специального токопроводящего геля, обеспечивающего контакт с кожей, и изготавливаются из доступных материалов на обычном коммерчески доступном текстиле, рассказала один из авторов разработки, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Евгения Шеремет.
По ее словам, умная одежда с такими датчиками сможет следить за здоровьем человека, например, измеряя пульс спортсмена во время тренировки. Преимущество новых датчиков перед обычными фитнес-браслетами заключается в их способности собирать информацию сразу со многих частей тела, а не только с запястья.
Лабораторные испытания биосовместимости сенсоров, проведенные в Сибирском государственном медицинском университете, показали, что при двенадцатидневном использовании электродов на основе оксида графена кожа воспаляется значительно меньше, чем при использовании обычных хлорсеребряных электродов (Ag/AgCl).
Исследователи также оптимизировали электрохимические свойства биоэлектродов, отметил первый автор статья, Максим Фаткуллин.
«Мы обнаружили важное свойство: наши датчики практически не поляризуются, в отличие от аналогов на основе металлов. Поляризация — это процесс накопления неравновесного заряда, который вносит помехи в измерения. Наши электроды не превышают допустимые значения поляризации за счет того, что ионы не могут проникать в структуру графена и накапливаться в межслоевом пространстве. Это обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики материала и его соответствие требованиям, предъявляемым к электродам для длительного мониторинга ЭКГ», — сказал он.
Разработку ведет Томск Политехники совместно с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета (Томск, Россия) и Сычуаньского университета (Чэнду, Китай)
Проект реализуется при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет-2030».