Новый датчик позволит определять отклонения в развитии детей на ранней стадии

У преждевременно рожденных детей часто возникают нарушения нервно-двигательной системы и когнитивного развития. Лучший способ снизить последствия — выявить их на раннем этапе с помощью тестов. Однако получить точные данные сложно, ведь малыши не любят носить на руках какие-либо устройства.

Пытаясь решить эту проблему, сотрудники Гарвардского университета разработали небольшой мягкий и нетоксичный датчик, который незаметно прикрепляется к руке и измеряет силу захвата и движения кисти и пальцев. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

По словам разработчиков, возможность подсчитать сложные движения человека позволяет получить беспрецедентный инструмент диагностики. Учитывая особенности двигательных навыков маленьких детей, перед учеными встала задача поместить множество сенсоров в маленькое, легкое и ненавязчивое носимое устройство, что позволит минимизировать осложнения в развитии преждевременно рожденных детей.

Один из новых элементов датчика представляет собой нетоксичный жидкий раствор с высокой проводимостью. По словам разработчиков, этот тип проводящей жидкости не опаснее капли соленой воды, а по проводимости в четыре раза превосходит предыдущие биосовместимые решения, что позволяет получить более точные данные.

Сенсорный раствор сделан из обычных пищевых добавок — йодида калия и глицерина. При смешивании глицерин разрушает кристаллическую структуру йодида калия и образует катионы калия (K +) и иодид-ионы (I-), делая жидкость проводящей. Глицерин испаряется медленнее воды, что в совокупности с высокой растворимостью йодида калия делает жидкость стабильной в диапазоне температуры и уровня влажности. Эти же эффекты дают ей столь высокую проводимость. Сам же датчик выполнен с учетом особенностей поведения маленьких детей — это не большие неудобные перчатки, а маленькое устройство из силикона, которое крепится на верхней части пальца и на его подушечке.

«Предыдущие разработки создавались при помощи растворов хлорида натрия и глицерина, которые имели низкую проводимость: данные получаются неточные, а для их подготовки требуется порядка 10 часов. С помощью нового устройства нам удалось сократить это время до 20 минут и получить на выходе достаточно точную информацию. Кроме того, у преждевременно рожденных детей, у которых были диагностированы ранние нарушения в развитии, очень чувствительная кожа, поэтому датчик крепится на верхней части пальца, не создавая помех для ребенка», — подчеркивают инженеры.

В своем исследовании ученые протестировали этот датчик только на руках взрослого человека, однако в дальнейшей работе разработчики планируют уменьшить его и проверить уже на детях.