Algen-Sensor misst Vitaldaten hochpräzise
Wissenschaftler der University of Sussex entwickeln Ersatz für Kunststoff und Kautschuk
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Forscher Adel Aljarid mit dem neuen Hydrogel aus Algenpulver und Graphen (Foto: sussex.ac.uk) |
Brighton (pte002/03.03.2023/06:05)
Salz, Wasser, Algen und Graphen sind die Zutaten für einen neuen Fitness-Tracker zur Messung von Gesundheitsdaten während sportlicher Aktivitäten. Die Innovation von Forschern der University of Sussex ist biologisch abbaubar und belastet die Umwelt nicht, wenn er ausgedient hat. Notfalls kann man ihn sogar essen, so die Entwickler. Denn die verwendeten Algen gehören in vielen Kulturen zu den Nahrungsmitteln.
Ein Koch wies den Weg
Forscher Conor Boland kam auf die Idee, Algen als Grundlage für Sensoren auszuwählen, als er eine Kochsendung im Fernsehen sah. Statt Kartoffelmehl nutzte der Koch Algen, um eine Sauce anzudicken. Sie müssten doch auch brauchbar sein, um ein Hydrogel herzustellen - ein Gerüst, das sehr viel Wasser einschließt und beispielsweise auf die Haut gedrückt werden kann, um Messwerte zu erfassen. Üblicherweise basieren Hydrogele auf einem Gerüst aus Kunststoff.
"Die Massenproduktion von nicht nachhaltiger Gesundheitsgeräten auf Kautschuk- und Kunststoffbasis könnte ironischerweise ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen, da Mikroplastik beim Abbau in Wasserquellen gelangt. Als frischgebackener Vater ist es für mich wichtig, unseren Kindern eine heile Welt zu hinterlassen", unterstreicht Boland. Also machte er sich daran, Algen an die neue Aufgabe anzupassen.
Durchbruch mit Graphen
Braunalgen sind elektrische Isolatoren. Das änderte der Experte durch Zugabe einer kleinen Menge Graphen zu Algenpulver. Daraus erzeugte er mit seinem Team einen elektrisch leitfähigen Film. In einem Salzbad saugte er sich voll Wasser. Es entstand ein elektrisch leitfähiges Hydrogel. Es kann wie eine zweite Haut etwa auf einen Arm geklebt werden, um den Puls zu messen.
Das Gel ändert, wenn es mechanisch gestresst wird, seinen elektrischen Widerstand, der allerdings konventionell mit elektronischen Techniken gemessen wird. Die Forscher haben herausgefunden, dass die Sensoren auf Algenbasis bestehende Hydrogele und Nanomaterialien auf synthetischer Basis, die in tragbaren Gesundheitsmonitoren verwendet werden, in Bezug auf die Empfindlichkeit deutlich übertreffen. Daher zeichnet er die Vitalparameter einer Person genauer auf als herkömmliche Sensoren.
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