Умные носимые устройства обзавелись передовыми функциями для обеспечения целостного здоровья и фитнеса: они следят за частотой сердечных сокращений, отслеживают количество шагов, подсчитывают потребление калорий, а теперь еще и уведомляют пользователя о необходимости выпить электролит во время тренировки одним движением руки.
Китайские ученые из Хэфэйского института физических наук (HIPS) при Китайской академии наук разработали наручные часы, которые могут измерять содержание важнейших химических веществ в поте тела. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.
Пот содержит электролиты, в первую очередь калий, натрий и кальций. По словам Яна Мэна (Yang Meng), доцента института и одного из авторов исследования, баланс этих важнейших минералов имеет решающее значение для поддержания работы мышц, здоровья нервов и регулярного сердцебиения.
Потоотделение приводит к потере воды и электролитов. “Чрезмерная потеря калия, например, может повлиять на работу сердца и нервно-мышечную активность. Аналогично, истощение запасов ионов натрия может привести к таким симптомам, как усталость, головокружение и мышечные судороги”, – говорит Ян, объясняя важность поддержания сбалансированного уровня электролитов.
Наручные часы, разработанные командой Яна, собирают пот с кожи и анализируют его в режиме реального времени с помощью сенсорного чипа с ионочувствительной мембраной.
Когда пот попадает в устройство, он вступает в контакт с мембраной, которая содержит три канальца, способные измерять уровень натрия, калия и кальция соответственно.
Хотя они не первые, кто изобрел датчики пота, китайские исследователи подчеркнули, что прочный интерфейс наручных часов обеспечивает их долговременную надежность.
“Он превосходит по стабильности многие другие датчики, стабильно отслеживая содержание трех ионов в человеческом поте на протяжении более шести месяцев”, – говорит ведущий исследователь Хуан Синцзюй (Huan Xingjiu) из Института физики твердого тела при HIPS.
Китайские ученые стремятся к созданию носимых датчиков пота для массового рынка
Поскольку спортсмены, тренирующиеся на выносливость, используют электролитные напитки, чтобы противостоять потере энергии и восполнить ее запасы, ученые в рамках исследования измерили состав пота, содержащего эти химические вещества, у спортсменов, бегающих на длинные дистанции на беговой дорожке.
Точность измерений достигла примерно 95 процентов по сравнению со стандартным методом определения.
“При обнаружении электролитных нарушений устройство будет напоминать пользователям о необходимости своевременного пополнения запасов”, – говорит соавтор исследования Цай Синь (Cai Xin). “Цель разработки этого устройства – предупредить о потере электролитов и снизить риск травм, связанных с физическими упражнениями”.
Для обычных людей традиционный тест на содержание электролитов требует взятия образцов жидкости в организме в больницах. Новые наручные часы могут стать альтернативой иглам для измерения электролитов.
Помимо неинвазивного теста, устройство позволяет проводить мониторинг электролитов в режиме реального времени, “что, несомненно, является значительным прогрессом в мониторинге здоровья человека”, – сказал Сюй Хань (Xu Han), врач из Центральной больницы Бенгбу, который не принимал участия в исследовании.
Следующей целью исследовательской группы является разработка различных чувствительных мембранных материалов для мониторинга более физиологической информации, такой как глюкоза и хлорид-ионы.
Исследователи отметили, что по сравнению с популярными фитнес-часами, представленными на рынке, разработанное ими устройство больше и тяжелее, что делает его менее удобным для ношения. Тем не менее, они рассчитывают разработать носимые датчики пота, пригодные для применения на рынке, в ближайшие пять лет.
По словам Яна, в будущем команда исследователей также намерена адаптировать устройство для мониторинга окружающей среды с целью измерения содержания тяжелых металлов.
Новость Китая “Китайские ученые создали часы для мониторинга здоровья” подготовлена Порталом PRC.TODAY по материалам сайта China Daily.
Если вам понравилась новость или появились вопросы, оставьте ваш комментарий или обсудите эту новость в нашем Telegram-канале
Высокотехнологичные товары для сна достигают совершенства в Китае
