Onderzoekers ontwikkelen flexibele zweetsensor op basis van fotonisch cellulose nanokristal

Cellulose nanocrystal (CNC), een opkomend biobased materiaal, wordt op grote schaal toegepast op gebieden als elektronica, bioplastics en energie. Het functionele falen van dergelijke materialen in natte of vloeibare omgevingen belemmert echter onvermijdelijk hun ontwikkeling in de biogeneeskunde, membraanscheiding, milieumonitoring en draagbare apparaten.

Nu rapporteerde een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Qing Guangyan van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen een duurzame, onoplosbare en chirale fotonische cellulose nanokristallen patch voor calciumionen (Ca²⁺) voelen in het zweet.

De studie, gepubliceerd in Klein op 13 april, geeft een nieuw idee voor de functionalisering van CNC.

De onderzoekers ontwikkelden een eenvoudige en efficiënte methode om onoplosbare CNC-gebaseerde hydrogels te fabriceren. Ze ontdekten dat door gebruik te maken van intermoleculaire reconstructie van waterstofbruggen, thermische uitdroging het mogelijk maakte dat de geoptimaliseerde CNC-composietfotonische film een ​​stabiel hydrogelnetwerk in een waterige oplossing vormde. Bovendien gaven ze aan dat de hydrogel omkeerbaar kon worden geschakeld tussen droge en natte toestanden, wat handig was voor specifieke functionalisering.

De introductie van gefunctionaliseerde moleculen door adsorptiezwelling in een vloeibare omgeving resulteerde in een hydrogel met vorstbestendigheid (–20°C), sterke adhesie, goede biocompatibiliteit en hoge gevoeligheid voor Ca²⁺.

“Dit werk zal naar verwachting de toepassing van duurzame cellulosesensoren vergemakkelijken om andere metabolieten (dwz glucose, ureum en vitamines, enz.) Te monitoren”, zei prof. Qing. “Het legt ook de basis voor digitaal gestuurde hydrogelsystemen die werken bij omgevingsbewaking, membraanscheiding en draagbare apparaten.”