In realtime volgen wat er in en rond ons lichaam gebeurt, kan van onschatbare waarde zijn in de context van gezondheidszorg of klinische studies, maar niet zo makkelijk om te doen. Dat zou snel kunnen veranderen dankzij nieuwe, geminiaturiseerde sensoren ontwikkeld door onderzoekers van de Tufts University School of Engineering die, wanneer direct op een tand gemonteerd en draadloos communiceert met een mobiel apparaat, kan informatie over glucose doorgeven, zout en alcoholgebruik. In onderzoek dat binnenkort in het tijdschrift wordt gepubliceerd Geavanceerde materialen , onderzoekers merken op dat toekomstige aanpassingen van deze sensoren de detectie en registratie van een breed scala aan voedingsstoffen mogelijk kunnen maken, chemische en fysiologische toestanden.

Eerdere draagbare apparaten voor het bewaken van de inname via de voeding hadden beperkingen, zoals het gebruik van een gebitsbeschermer, omvangrijke bedrading, of waardoor frequente vervanging nodig was omdat de sensoren snel achteruitgingen. Tufts-ingenieurs zochten naar een meer aanpasbare technologie en ontwikkelden een sensor met een voetafdruk van slechts 2 mm x 2 mm die zich flexibel kan aanpassen en hechten aan het onregelmatige oppervlak van een tand. Op dezelfde manier als de manier waarop tol wordt geheven op een snelweg, de sensoren verzenden hun gegevens draadloos als reactie op een binnenkomend radiofrequentiesignaal.

De sensoren zijn opgebouwd uit drie ingeklemde lagen:een centrale "bioresponsieve" laag die de te detecteren voedingsstof of andere chemicaliën absorbeert, en buitenste lagen bestaande uit twee vierkante gouden ringen. Samen, de drie lagen werken als een kleine antenne, het verzamelen en verzenden van golven in het radiofrequentiespectrum. Als een inkomende golf de sensor raakt, een deel ervan wordt geannuleerd en de rest wordt teruggestuurd, net zoals een stukje blauwe verf rodere golflengten absorbeert en het blauw terugkaatst naar onze ogen.

de voeler, echter, kan de "kleur" veranderen. Bijvoorbeeld, als de centrale laag zout opneemt, of ethanol, zijn elektrische eigenschappen zullen verschuiven, waardoor de sensor een ander spectrum van radiofrequentiegolven absorbeert en uitzendt, met wisselende intensiteit. Zo kunnen nutriënten en andere analyten worden opgespoord en gemeten.

"In theorie kunnen we de bioresponsieve laag in deze sensoren aanpassen om andere chemicaliën te targeten - we worden echt alleen beperkt door onze creativiteit, " zei Fiorenzo Omenetto, doctoraat, corresponderende auteur en de Frank C. Doble Professor of Engineering aan Tufts. "We hebben de gemeenschappelijke RFID-technologie [radiofrequentie-ID] uitgebreid tot een sensorpakket dat dynamisch informatie over zijn omgeving kan lezen en verzenden, of het is aangebracht op een tand, huid, of een ander oppervlak."