In de loop der jaren hebben wetenschappers en ingenieurs sensoren ontwikkeld voor allerlei verschillende doeleinden. Als je iemands vitale functies wilt controleren, dan is daar een sensor voor. Als je iemands sportprestaties wilt volgen, dan is daar een sensor voor. Medische toepassingen? Er zijn heel veel sensoren op dit gebied. Toch hebben die sensoren, vooral de varianten die op de reguliere markt verkrijgbaar zijn, een aantal nadelen. Ze zijn niet altijd nauwkeurig, ze zijn duur om te produceren en vaak gemaakt van niet-duurzame materialen.
Onderzoekers van de Universiteit van Sussex hebben nu echter kleine, maar zeer effectieve gezondheidssensoren ontwikkeld met behulp van natuurlijke elementen zoals water, zeewier en steenzout, allemaal gecombineerd met minuscule laagjes grafeen. Door hun samenstelling zijn ze volledig biologisch afbreekbaar en, zo vertelden de onderzoekers aan Innovation Origins, kunnen ze zelfs beter presteren dan hun op plastic gebaseerde tegenhangers. Gezien de grote beschikbaarheid en van de materialen is het bovendien extreem goedkoop.
Eenvoudig
Dr. Conor Boland, docent materiaalfysica aan de School of Mathematical and Physical Sciences in Sussex, is degene die dit stukje nanotechnologie heeft bedacht. “Ons werk is verrassend eenvoudig. De sensoren zijn in wezen gemaakt van zeewier, dat van zichzelf geen elektriciteit geleidt. Maar als je dan een aantal vellen grafeen neemt, dat heel goed elektriciteit geleidt, en je vormt een soort netwerk, kun je het zeewier goed gebruiken.”
Dr. Boland legt uit dat, als iemand bijvoorbeeld de sensor op zijn vinger legt en deze buigt, de grafeenvellen erin uit elkaar bewegen, waardoor de sensor een verandering in zijn elektrische eigenschappen vertoont. De facto zou de sensor de beweging van de vinger zelf volgen door de verandering van de elektrische weerstand. “Zo werkt het voor alle gezondheidsprocessen, het is allemaal mechanisch”, aldus de onderzoeker.
Applicaties
Volgens Dr. Boland is de toepassing van de sensor op draagbare apparaten reeds in concept bewezen. Er is geen grote commercialiseringsstap voor nodig, zoals voor een nieuw type batterij. Hij kan op verschillende manieren worden gebruikt. De gemakkelijkste “drager” voor de sensor zou een armband zijn, maar andere opties zijn niet uitgesloten. “We willen de sensor bijvoorbeeld implementeren in tijdelijke tatoeages, die kinderen gewoonlijk met water aanbrengen en op hun huid wrijven. Je zou het op je kunnen hebben zonder het te voelen. We proberen alles heel discreet en niet-invasief te maken.” En dat alles terwijl je je gezondheid en vitale functies controleert en doorgeeft aan een app of een programma.
De sensor zou daarom ook gebruikt kunnen worden als een diagnostisch apparaat voor vroegtijdige waarschuwing. Het kan bijvoorbeeld een interessant hulpmiddel zijn voor oudere personen in noodgevallen. Medische professionals en familieleden zouden kunnen worden gewaarschuwd als er bijvoorbeeld sprake is van een beroerte, waardoor de kans toeneemt dat mensen in nood tijdig worden geholpen. Of, een heel ander toepassingsgebied: de sensor zou kunnen worden gebruikt door sporters om hun prestaties in de loop van de tijd te volgen.
Ondanks de veelbelovende resultaten is het volgens Dr. Boland lastig te voorspellen in hoeverre de sensoren in de praktijk toegepast gaan worden. “Momenteel staat de EU op het punt om normen [de duurzaamheids- en gezondheidsnormen waaraan de sensor voldoet] te presenteren voor de commercialisatie van grafeen en soortgelijke nanotechnologieën. Ze zeggen dat het ongeveer 20 jaar zal duren. We leggen ons apparaat voor aan bedrijven, maar het probleem met onderzoek is dat 99 procent ervan nooit een praktisch effect heeft. Ik hoop dat ik ten minste iemand kan inspireren en kan laten zien dat er een betere manier is om sensoren te maken.”
De urgentie om te verduurzamen is echter aanwezig. Dr. Boland concludeert: Het is fanastisch dat er gewerkt wordt aan duurzame producten en juist nu is er behoefte aan onze diagnostische apparaten.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
