Le capteur de fitness vous avertit lorsque vous atteignez vos limites


capteur-de---avertit-lorsque-vous--.jpg" alt="Fitnesssensor warnt, wenn du an deine Grenzen stößt" title="Abbildung 1. a) Schematische Darstellung des Aufbaus des Muskelermüdungssensors basierend auf Ti3C.2TX Hydrogel MXène-PVA / PAA (M-Hydrogel). b) Influence de la déformation axiale appliquée sur la résistance du M-hydrogel (ΔR / R0). c) variation de la résistance électrique de l’hydrogel M avec la valeur du pH ; le pH a été contrôlé en changeant la composition de la solution de PBS. d) Modification temporelle de la résistance de l’hydrogel M en fonction du pH de l’environnement. Lorsqu’il est déposé dans des solutions de PBS avec différentes valeurs de pH, des changements soudains de la résistance à l’hydrogel M sont observés. e) Photo montrant le montage expérimental pour mesurer la résistance de l’hydrogel M sous charge à différentes conditions de pH. f) Modification non linéaire de la résistance au M-hydrogel sous charge dans des conditions de pH faible. Si le courant ionique domine, nous obtenons une non-linéarité dans R en fonction de la déformation. Crédits photos : DOI : 10.1002 / smtd.202100819  » largeur = » 800  » hauteur = » 499  » />

Figure 1. a) Représentation schématique de la structure du capteur de fatigue musculaire à base de Ti3C.2TX MXen-PVA / PAA-Hydrogel (M-Hydrogel). b) Influence de la déformation axiale appliquée sur la résistance du M-hydrogel (ΔR / R0). c) variation de la résistance électrique de l’hydrogel M avec la valeur du pH ; le pH a été contrôlé en changeant la composition de la solution de PBS. d) Modification temporelle de la résistance de l’hydrogel M en fonction du pH de l’environnement. Lorsqu’il est déposé dans des solutions de PBS avec différentes valeurs de pH, des changements soudains de la résistance à l’hydrogel M sont observés. e) Photo montrant le montage expérimental pour mesurer la résistance de l’hydrogel M sous charge à différentes conditions de pH. f) Modification non linéaire de la résistance au M-hydrogel sous charge dans des conditions de pH faible. Si le courant ionique domine, nous obtenons une non-linéarité dans R en fonction de la déformation. Crédit photo : DOI : 10.1002 / smtd.202100819

Les nanomatériaux ultra-minces, appelés MXene, sont conçus pour faciliter la surveillance du bien-être d’une personne en analysant sa transpiration.

Bien qu’ils aient une nature bidimensionnelle similaire au graphène, les MXenes sont constitués de métaux non toxiques comme le titane combinés à des atomes de carbone ou d’azote. Avec leur conductivité naturellement élevée et leurs fortes charges de , les MXenes sont des candidats intéressants pour les biocapteurs capables de détecter de petits changements dans les concentrations chimiques.

En 2019, le groupe de Husam Alsshareef a développé une électrode composite MXene, qu’ils ont enfermée dans un capteur de bracelet portable. Le dispositif modulaire avec inserts MXene chargés d’enzymes appropriées pourrait absorber la sueur et détecter plusieurs analytes dans la sueur humaine, notamment le glucose et l’acide lactique.

Alshareef et ses collègues ont récemment, en collaboration avec l’équipe de recherche de Sahika Inal, essayé de combiner des films MXene avec des hydrogels – des polymères remplis d’eau qui sont compatibles avec les tissus humains car ils peuvent s’étirer. Fait intéressant, l’équipe a découvert qu’un niveau élevé d’ions mobiles dans l’hydrogel provoquait une forte sensibilité au stress mécanique qui se produit pendant l’exercice.

« Au départ, les feuilles de MXene sont orientées de manière aléatoire dans l’hydrogel, mais dès que vous exercez une pression sur elles, les feuilles deviennent plus horizontales », explique Alshareef. « Comme les MXenes ont une concentration élevée de charges négatives sur leurs surfaces, les dispositions horizontales influencent fortement les mouvements des ions dans l’hydrogel, et nous pouvons donc mesurer différents changements de pression. »

Un prototype de capteur portable développé avec le nouveau composé hydrogel MXene a pu suivre les mouvements musculaires en générant différents modèles de résistance électrique avec une contrainte mécanique croissante. Ces modèles changeaient à leur tour immédiatement lorsque le capteur était exposé à des ions supplémentaires sous forme de solutions acides ou basiques.

Cela a conduit l’équipe KAUST à réaliser que leur appareil peut être utilisé pour corréler les changements de pH dans la sueur avec l’accumulation d’acide induisant la fatigue dans les cellules musculaires.

« Lorsque nous faisons de l’exercice et que nos muscles se fatiguent, le capteur voit le nouvel environnement chimique et génère différentes courbes de résistance électrique et de contrainte », explique Kang Lee, ancien postdoctorant KAUST et auteur principal de l’étude. « En comparant ces courbes avec des courbes de référence pour un capteur particulier, nous pouvons déterminer le pH de la sueur et la fatigue des muscles. »

Avec la connectivité Bluetooth aux appareils numériques à proximité, le capteur basé sur MXene peut s’avérer précieux pour les athlètes à la recherche de mesures de performance en temps réel une fois la technologie optimisée. « Le plus grand défi est la stabilité à long terme du capteur, nous cherchons donc à modifier les compositions et les conceptions dans les expériences futures », explique Alsareef.


Matériaux 2D pour MAXIMISER


Plus d’information:
Kang Hyuck Lee et al., Capteur de fatigue musculaire basé sur l’hydrogel Ti3C2Tx MXene, Petites méthodes (2021). DOI : 10.1002 / smtd.202100819

Fourni par l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah

Devis: Le capteur de condition physique vous avertit lorsque vous êtes à votre limite (2022, 3 janvier), consulté le 3 janvier 2022 à partir de https://phys.org/news/2022-01-sensor-youre-limits.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. À l’exception du commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

Laisser un commentaire