科学家们开发了一种可持续的、可穿戴的生物传感器,通过利用人类汗液中存在的大量医学信息来检测肌肉疲劳、压力和脱水等情况。
CFD研究公司(CFDRC)的研究合著者珍妮·乌里亚诺娃说:“当人体经历剧烈运动时,有氧肌肉功能就会变成无氧肌肉功能。”
“在这一点上,乳酸的产生速度比它被消耗的速度快。当这种情况发生时,知道这些水平可能是肌肉疲劳、压力和脱水等潜在问题的指标,“他补充道。
这项研究与其他研究的不同之处在于使用了纯生物绿色技术。该小组与新墨西哥大学合作,开发了一种由生物燃料电池供电的酶基传感器--提供了一种安全、可再生的电源。
Ulyanova说:“生物燃料电池在这种特殊情况下工作,因为传感器是一种低功耗设备。”
“他们非常擅长高能量密度,但功率密度仍在研究中。但对于像这种特殊传感器这样的低功耗应用来说,它工作得非常好,“他在发表在ECS固体科学与技术杂志上的一篇论文中补充道。
该小组用基于葡萄糖的燃料为生物燃料电池供电。在传感器的工作电极上使用了同样的酶技术,即酶氧化燃料并产生能量,该传感器允许检测人类汗液中的乳酸。这项工作的另一个新方面是使用电化学过程来非常准确地检测像汗液这样非常复杂的介质中的特定化合物。
乌里扬诺娃说:“我们是通过电化学方法进行的,所以我们正在考虑向传感器施加恒定的负载,并产生电流响应,这与我们的目标分析物的浓度成正比”。
虽然传感器是为训练中的士兵设计的,但它也可以应用于活跃的人和任何参与剧烈活动的人。
至于商业应用,研究人员认为该设备可以用作训练辅助工具,以监测乳酸变化,就像运动员使用心率监测器来观察他们在运动中的心率变化一样。
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