Одноразові носимі сенсори на основі наноцелюлози для біомедичних застосувань
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
В роботі синтезовано і досліджено одноразові носимі сенсори вигину на основі плівок наноцелюлози із стебел міскантусу для моніторингу рухової та м’язової активності людини. Встановлено, що такі сенсори можна використовувати для тестування руху пальця і біцепсу руки протягом принаймні 10-30, а для руху ліктя – протягом 3 повних циклів згину-розгину. Відносна зміна опору сенсора в середньому становила 3%, а час відгуку 0,2-0,3 с. Продемонстровано біорозкладні властивості сенсорів вигину на основі наноцелюлози і встановлено, що втрата маси зразків сенсорів після поміщення їх в грунт на 9 тижнів становила 50%. Таким чином, запропонована технологія виготовлення сенсорів дає змогу отримувати дешеві, легкі, гнучкі одноразові носимі сенсори, що не потребують подальшої утилізація після завершення їх експлуатації.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Посилання
J. Tang, Y. Wu, S. Ma, T. Yan, and Z. Pan, “Flexible strain sensor based on CNT/TPU composite nanofiber yarn for smart sports bandage,” Compos. Part B Eng., vol. 232, p. 109605, Mar. 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109605
B. Shubankar, M. Chowdhary, and M. Priyaadharshini, “IoT Device for Disabled People,” Procedia Comput. Sci., vol. 165, pp. 189–195, Jan. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.01.092
Alexander E. Hramov, Vladimir A. Maksimenko, Alexander N. Pisarchik, Physical principles of brain–computer interfaces and their applications for rehabilitation, robotics and control of human brain states, Physics Reports, Volume 918, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2021.03.002
Xiao ZG, Menon C. A Review of Force Myography Research and Development. Sensors (Basel). 2019 Oct 20;19(20):4557. DOI: 10.3390/S19204557
L. Han et al., “Polydopamine/polystyrene nanocomposite double-layer strain sensor hydrogel with mechanical, self-healing, adhesive and conductive properties,” Mater. Sci. Eng. C, vol. 109, p. 110567, Apr. 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110567
“Swine flu pandemic killed 15 times more than thought,” New Sci., vol. 214, no. 2871, p. 4, Jun. 2012, DOI: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(12)61647-9
D. MacKenzie, “Evolving H7N9 bird flu could close poultry markets,” New Sci., vol. 218, no. 2919, p. 10, Jun. 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/S0262-4079(13)61344-5
L. Townsend et al., “Severe COVID-19 is characterised by inflammation and immature myeloid cells early in disease pro-gression,” Heliyon, vol. 8, no. 4, p. e09230, Apr. 2022, DOI: https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2022.E09230
V. A. Barbash, O. V. Yashchenko, A. S. Gondovska, and I. M. Deykun, “Preparation and characterization of nanocellulose obtained by TEMPO-mediated oxidation of organosolv pulp from reed stalks,” Appl. Nanosci., vol. 12, no. 4, pp. 835–848, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-021-01749-z
Barbash, V. and Yashchenko, O. (2020). Preparation, Properties and Use of Nanocellulose from Non-Wood Plant Materials/ Chapter in the book "Novel Nanomaterials" edited by Dr. Karthikeyan Krishnamoorthy, IntechOpen, pp. 1-23, 2020. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.94272
D. Klemm et al., “Nanocelluloses: A new family of nature-based materials,” Angew. Chemie - Int. Ed., vol. 50, no. 24, pp. 5438–5466, 2011. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201001273
X. Xu, F. Liu, L. Jiang, J. Y. Zhu, D. Haagenson, and D. P. Wiesenborn, “Cellulose nanocrystals vs. Cellulose nanofibrils: A comparative study on their microstructures and effects as polymer reinforcing agents,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 5, no. 8, pp. 2999–3009, 2013. DOI: https://doi.org/10.1021/am302624t
X. Zhou, B. Li, Y. Xu, H. Essawy, Z. Wu, and G. Du, “Tannin-furanic resin foam reinforced with cellulose nanofibers (CNF),” Ind. Crops Prod., vol. 134, pp. 107–112, Aug. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.03.052
A. Horta-Velázquez and E. Morales-Narváez, “Nanocellulose in wearable sensors,” Green Anal. Chem., vol. 1, p. 100009, Apr. 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.greeac.2022.100009
J. Han et al., “Nanocellulose-templated assembly of polyaniline in natural rubber-based hybrid elastomers toward flexible electronic conductors,” Ind. Crops Prod., vol. 128, pp. 94–107, Feb. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.11.004
G. Gusev, I. Glot, V. Epin, R. Tsvetkov, I. Shardakov, and A. Shestakov, “Experience of using tensoresistive strain gauges in corrosive environments,” Procedia Struct. Integr., vol. 32, no. C, pp. 49–55, Jan. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2021.09.008
K. Qi et al., “Highly sensitive strain sensor based on a sealed optical microfiber coupler,” Opt. Fiber Technol., vol. 59, p. 102313, Oct. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yofte.2020.102313
A. Qiu et al., “Highly sensitive and flexible capacitive elastomeric sensors for compressive strain measurements,” Mater. Today Commun., vol. 26, p. 102023, Mar. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102023
Z. Zhang, S. Lu, R. Cai, and W. Tan, “Rapid water-responsive shape memory films for smart resistive bending sensors,” Nano Today, vol. 38, p. 101202, Jun. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2021.101202
N. P. Klochko et al., “Use of biomass for a development of nanocellulose-based biodegradable flexible thin film thermoe-lectric material,” Sol. Energy, vol. 201, no. January, pp. 21–27, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.02.091
A. Horta-Velázquez and E. Morales-Narváez, “Nanocellulose in wearable sensors,” Green Anal. Chem., vol. 1, p. 100009, Apr. 2022. DOI: https;//doi.org/10.1016/j.greeac.2022.100009
Viktoriia Koval, Valerii Barbash, Mykhailo Dusheyko, Vladyslav Lapshuda, Olga Yashchenko, Arsenii Naidonov. Nickel-based Piezoresistive Sensors Obtained on Flexible Nanocellulose Substrate // IEEE International Conference on "Nanomaterials: Applications & Properties" (NAP-2021). Conference Proceedings, 5-11 September, 2021. – Odesa, Ukraine. – pр. 1-5. DOI: https://doi.org/10.1109/NAP51885.2021.9568610
