Никаких проводов, батареек и сложных устройств: прозрачная наклейка меняет цвет в ритме сердца. Поговорим о связи с осьминогами.
Прозрачная наклейка на запястье, переливающаяся всеми цветами радуги, может оказаться более полезной, чем кажется на первый взгляд. Ученые из Норвежского университета науки и технологий (NTNU) создали гибкий датчик, который способен измерять пульс и жесткость кровеносных сосудов с помощью камеры смартфона. Устройству не нужны электроника, провода и батарейки. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Advanced Materials.
Осьминог подсказал, как приклеиться к человеку
Секрет разработки заключается в необычном сочетании двух поверхностей. Одна сторона силиконовой наклейки имеет наноструктурированное покрытие, которое меняет цвет при растяжении материала. Другая сторона обладает трехмерной клеевой структурой, созданной по образцу присосок осьминога. Благодаря этому датчик надежно удерживается на коже.
Когда по сосудам проходит пульсовая волна, поверхность кожи слегка смещается. Наклейка растягивается следом за ней, а ее наноструктура изменяет оптические свойства. Эти изменения можно увидеть даже невооруженным глазом, но камера смартфона позволяет точно считывать их для дальнейшего анализа. Способность наклейки менять цвет указывает на еще одну параллель с головоногими моллюсками.
Для измерений не нужны лазер, спектрометр или специальное оборудование: достаточно обычной камеры мобильного телефона и установленного в нем приложения.
Почему умные часы и браслеты уступают радужной пленке
На первый взгляд устройство напоминает еще один гаджет для контроля здоровья, однако его принцип работы отличается от технологии, используемой в большинстве умных часов и пульсоксиметров. Обычно они используют зеленые светодиоды, которые светят на кожу и фиксируют изменения объема крови в зависимости от того, как она поглощает свет.
У такого подхода есть ограничение: точность измерений зависит от пигментации кожи. Норвежские ученые рассчитывают обойти эту проблему, поскольку их датчик реагирует в первую очередь на механические движения поверхности кожи, а не на степень поглощения света.
При этом диагностическая наклейка может оценивать не только частоту сердечных сокращений, но и жесткость кровеносных сосудов. Это важный показатель состояния сердечно-сосудистой системы: с возрастом сосуды обычно становятся жестче, тогда как физическая активность и здоровый образ жизни могут способствовать поддержанию их в хорошем эластичном состоянии. Курение, напротив, ускоряет старение сосудов.
На сегодняшний день для измерения жесткости сосудов требуется оборудование с электродами, которые крепятся на груди, руках и ногах и подключаются проводами к аппарату ЭКГ. Новый датчик позволяет существенно упростить эту процедуру.
