Planten en bomen zuigen water op uit de grond, door water aan de bladeren te laten verdampen. Wetenschappers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben dit principe nu gebruikt om een prototype van een zweetsensor te maken, waar zweet als vanzelf in een gestaag tempo doorheen stroomt en geanalyseerd wordt. Met laser-microfabricage maakten ze hiervoor minuscule structuren in flexibel plastic, waar ze een kleine analysechip in verwerkten. Met hun werk lijkt een belangrijk horde genomen op weg naar flexibele zweetsensors, die op de huid geplakt kunnen worden of kunnen worden verwerkt in kleding.
Werktuigbouwkundige Chuan Nie promoveert vandaag, dinsdag 5 april, op dit onderzoek.
De stoffen in ons zweet vertellen veel over onze gezondheid. Continu analyseren van zweet biedt daardoor veel mogelijkheden bij sporters of voor medische toepassing. De zoutconcentratie in zweet zegt bijvoorbeeld iets over taaislijmziekte, en de zuurtegraad is bepalend voor bepaalde huidaandoeningen. Om de ontwikkeling daarvan te volgen in de tijd, moet continu ‘vers’ zweet door een zweetsensor geleid worden. Dit bij voorkeur zonder bewegende, kwetsbare onderdelen of stroomverbruik.
Promovendus Chuan Nie en begeleidend hoogleraar Jaap den Toonder gebruikten de natuur als inspiratiebron voor een zweetsensor die voldoet aan deze eisen. Ze maakten in het Microfablab van de TU/e in flexibel plastic folie een apparaatje met een inlaat, een microkanaaltje, en aan het andere uiteinde een poreuze structuur. Door speciaal papier bij de inlaat zuigt het apparaatje zweet op. Door de capillaire werking van het kanaaltje wordt het vocht verder getransporteerd, en door verdamping via de poreuze structuur aan de andere kant ontstaat een continue stroom, net zoals bomen en planten dit doen. Het geheel werkt als een soort waterpompje dat werkt zonder elektriciteit.
Uiteindelijk bouwden de onderzoekers ook een microchip in. De elektrodes daarvan steken in het kanaaltje en zo kan de chip continu het zweet analyseren dat door het kanaaltje gaat. Chuan Nie bouwde een prototype dat de zuurtegraad meet, en bewees dat het goed werkt. Op dezelfde manier kunnen nu ook chips ingebouwd worden die andere stoffen in het zweet meten.
Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Holst Centre in Eindhoven. Holst en de TU/e gaan de flexibele zweetsensor verder ontwikkelen; eerst voor toepassing in sport en later voor medische zweetanalyse. Door het gebruik van plastic folies zullen de uiteindelijke productiekosten laag zijn. Een van de te nemen stappen is dat de sensor zijn data draadloos gaat verzenden.
Bron: Technische Universiteit Eindhoven
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
