Forscher der QUT haben den Prototyp eines elektronischen Geräts aus einem Material aus Meeresfrüchteabfällen entwickelt und damit den Weg für sichere, flexible und nachhaltige tragbare Gesundheitssensoren geebnet.
Ein Team des QUT Centre for Materials Science hat gezeigt, dass Chitosan, ein natürlich gewonnenes, biologisch abbaubares Biopolymer, das aus Meeresfrüchteabfällen wie Red Claw-Garnelen, Langusten und Tintenfischen gewonnen wird, zusammen mit einem hochleistungsfähigen leitfähigen Polymerfilm verwendet werden kann, um eine neue Klasse tragbarer elektronischer Transistoren zu schaffen.
Die Polymerproben in medizinischer Qualität wurden vom an der Sunshine Coast ansässigen Industriepartner Biomedical Chitosan geliefert.
Die in Small Structures veröffentlichte Forschungsarbeit ist ein Schritt in Richtung der Entwicklung tragbarer biokompatibler Biosensoren, die in der Lage sein könnten, die Gesundheit in Echtzeit zu überwachen, ohne dabei Komfort, Sicherheit oder die Umwelt zu beeinträchtigen.
Der leitende Forscher Professor Prashant Sonar sagte, die Studie sei ein bedeutender Schritt bei der Entwicklung der nächsten Generation tragbarer biomedizinischer Geräte unter Verwendung eines nachhaltigen elektronischen Ansatzes.
„Wir haben erfolgreich gezeigt, dass ein Film aus Chitosan, einem aus Meeresfrüchteabfällen gewonnenen Biopolymer, wenn er mit einem leitfähigen Polymer beschichtet ist, als Grundlage für flexible Transistoren dienen kann“, sagte Professor Sonar.
„Diese Geräte funktionieren nicht nur elektrisch, sie sind auch biokompatibel, d. h. sie können sicher mit menschlichen Zellen interagieren und sind mechanisch stark genug, um Biegungen und Bewegungen standzuhalten.
„Das macht sie ideal für zukünftige tragbare Gesundheitsmonitore.“
Chitosan wird in biomedizinischen Anwendungen bereits häufig eingesetzt, da es ungiftig und biologisch abbaubar ist.
Mithilfe eines Verfahrens namens Dampfphasenpolymerisation (VPP) in Zusammenarbeit mit der University of South Australia beschichteten die Forscher Chitosan, ein Material, das für seine hohe Leitfähigkeit bekannt ist, mit einem dünnen PEDOT:Tosylat-Film.
Das Ergebnis war ein biegsamer, hautfreundlicher elektronischer Film, der auch nach hunderten von Biegungen seine hohe Leistung beibehielt.
Chattarika Khamhanglit, Doktorandin an der QUT und Erstautorin der Studie, sagte, die Geräte zeigten eine bemerkenswerte mechanische Belastbarkeit und Haltbarkeit.
„Unser Prototyp behielt nach wiederholten Biegetests bis zu 97 Prozent seiner elektrischen Leistung“, sagte Frau Khamhanglit.
„Das gibt uns die Zuversicht, dass diese Materialien in realen Anwendungen eingesetzt werden können, beispielsweise in Gesundheitssensoren, die sich mit dem Körper bewegen, ohne an Genauigkeit zu verlieren.“
Credits
QUT
