Bio-elektrische sensoren op de huid kunnen worden gebruikt om elektrische signalen in het lichaam te meten, zoals hartactiviteit en spiercontractie. Hoewel dat waardevolle informatie oplevert voor clinici, huidige bio-elektrische sensortechnologie kan ineffectief zijn, ongemakkelijk, duur, en moeilijk te vervaardigen.

In APL-materialen , onderzoekers van de University of Utah en Gyeongsang National University in Zuid-Korea hebben een bio-elektrische sensor ontwikkeld die handig en goedkoop is.

De sensor meet elektromyografie (EMG) signalen die in spieren worden gegenereerd wanneer ze samentrekken. EMG-signalen zijn nuttig voor het bestuderen van spiervermoeidheid en herstel, en ze hebben het potentieel om de diagnose en behandeling van neuromusculaire ziekten te informeren.

"Het signaal dat we meten is een spanning over een tijd, " zei auteur Huanan Zhang. "Elke keer dat je vinger beweegt, het potentieel van het lichaam, van de spier, veranderingen. Dus, we zijn in staat om dat verschil in potentiaal te detecteren."

De biosensor wordt direct op een kledingstuk geïntegreerd. Dat heeft meer voordelen dan gemak en comfort:zachte kleding betekent beter contact met de huid en een beter signaal.

aanvankelijk, de onderzoekers drukten zilverpasta rechtstreeks op stof. Zilver is geleidend, waardoor het een goed materiaal is voor het detecteren van elektrische signalen. Echter, het is ook enigszins giftig, dus langdurige blootstelling kan leiden tot huidirritatie.

Om de gunstige eigenschappen van zilver te benutten bij het oplossen van de problemen die het met zich meebrengt, het team deponeerde een laag gouden nanodeeltjes op het zilver. Het goud kapselde de zilverdeeltjes volledig in, voorkomen dat ze de huid raken.

Het resultaat was een detector die zowel geleidend als niet-irriterend voor de huid was. De hoeveelheden goud en zilver zijn klein genoeg om ook goedkoop te blijven.

De wetenschappers testten de prestaties van de biosensor door hem op de biceps en vingers te plaatsen en het gedetecteerde signaal te volgen terwijl die spieren door verschillende oefeningen vorderden.

Omdat de sensor deel uitmaakt van de stof en is ontworpen voor langdurig gebruik, het moet bestand zijn tegen wassen. Het team testte de sensorprestaties opnieuw na meerdere wasbeurten en ontdekte dat de prestaties hoog bleven.

"Dit werk ontwerpt niet alleen een draagbaar apparaat, die de gemaksfactor heeft, maar het heeft ook geweldige prestaties en is biocompatibel, " zei Zhang.

Het team is van mening dat het gebruik van deze printtechniek op textiel een revolutie teweeg kan brengen in toekomstige bio-elektrische sensoren.