Ein neuer Maskentyp kann erkennen, ob sich in der Umgebung ein neues Coronavirus befindet, und innerhalb von 10 Minuten eine Frühwarnung ausgeben

Familie, Masken werden jetzt auf einem neuen Niveau genutzt.

Die neueste Erfindung der Tongji-Universität wertet die Maske direkt in einen „Detektor“ auf:

Entwickelte eine bioelektronische Maske, die erkennen kann, ob sich Viren in der Nähe befinden!

Genauer gesagt kann diese Art von Maske eine Vielzahl häufiger Atemwegsviren, einschließlich Influenza, Coronavirus usw. (wie das neue Coronavirus, H5N1, H1N1), innerhalb von 10 Minuten erkennen.

Wenn der Virus erkannt wird, sendet Ihnen die Maske eine Frühwarnung über ein mobiles Gerät wie ein Mobiltelefon.

Diese Studie wurde kürzlich im Matter-Magazin veröffentlicht und laut den Forschern:

Diese elektronische biologische Maske kann als Frühwarndiagnoseinstrument verwendet werden, um den Ausbruch von Infektionskrankheiten der Atemwege zu verhindern.

Wie warnen Masken vor Viren?

Wir wissen, dass beim Husten oder Niesen oder auch beim einfachen Reden für ein paar Minuten Tausende von Tröpfchen mit infektiösen Viren entstehen.

Diese Tröpfchen bleiben lange Zeit in der Luft schweben und nutzen die Luft als Übertragungsmedium.

Auf dieser Grundlage vertraten die Forscher eine Ansicht:

Der direkte Nachweis von Viren in der Luft könnte die beste Methode zur Früherkennung schwerer Infektionskrankheiten sein.

Aber bisherige Methoden bringen oft eine Reihe von Problemen mit sich, wie z. B. die Probenvorverarbeitung und den Bedarf an Fachkräften.

Daher ist es zu einem langjährigen Problem geworden, diese Methode in Echtzeit, schnell und bequem umzusetzen.

Also dachten Forscher der Tongji-Universität darüber nach, die beliebten tragbaren elektronischen Geräte mit Masken zu kombinieren –

Erstellten ein tragbares, drahtloses bioelektronisches Maskensystem.

Wenn Menschen eine solche Maske tragen, kann das außerhalb der Maske installierte bioelektronische Gerät infektiöse Viren in der Luft direkt analysieren.

Gleichzeitig können auch mobile Geräte wie Mobiltelefone in Echtzeit Feedback aus drahtlosen Daten erhalten.

Diese Maske enthält ein IGT-Gerät (Independent Gas Delivery) und das Kanalmaterial besteht aus „Poly(2,3-dihydrothiophen-1,4-dioxin)-poly(styrolsulfonat) (PEDOT :PSS)“.

Darüber hinaus enthält es auch ein Atemventil und eine Leiterplatte (Printed Circuit Board).

Damit dieses Gerät besser zu weichen und gebogenen Masken passt, verwendeten die Forscher ein dünnes und flexibles Polyethylenterephthalat (PET)-Substrat.

In Bezug auf die Erkennung von Viren muss diese Maske „genau genug“ sein.

Zu diesem Zweck verwendeten die Forscher ein Dual-Lösungsmittel-System, um die Kompatibilität von lipophilen ionischen Flüssigkeiten und hydrophilem PVA zu verbessern und so ein gleichmäßiges Ionen-Gel-Netzwerk zu bilden.

Dies führt zu Langzeitstabilität, hoher Kapazität (16,5 μF cm-2) und starker Ionenleitfähigkeit (5,95 × 10-3 S/cm bei 25 °C).

Aufgrund der starken Trägerinduktion und des erheblichen Gating-Effekts der dielektrischen Ionengelschicht weist das IGT-Gerät eine bessere Feldverstärkungsleistung auf.

Auch wenn die Virusproteinkonzentration von Atemwegsinfektionskrankheiten wie COVID-19, H1N1 und H5N1 nur 0,1–10 fg/ml beträgt, kann ein genauer Nachweis durchgeführt werden.

Die Forscher sagten auch, dass dieses Gerät auf Flüssigkeitsproben im Spurenbereich von nur 0,3 μl empfindlich reagieren kann, was viel kleiner ist als das Volumen virushaltiger Tröpfchen, die beim Husten und Sprechen entstehen.

Schließlich hat das Team auch das Internet der Dinge integriert, sodass die bioelektronische Maske jederzeit und überall auf mobilen Geräten bedient und überwacht werden kann.

Die Forscher sagten außerdem:

Der Erkennungseffekt unserer Masken ist in schlecht belüfteten Räumen wie Aufzügen oder geschlossenen Räumen, in denen das Infektionsrisiko hoch ist, sehr deutlich.

Wenn in Zukunft ein neues Atemwegsvirus auftritt, kann das Sensordesign problemlos aktualisiert werden.

Forschungsteam

Der korrespondierende Autor dieses Artikels ist Professor Fang Yin von der Tongji University School of Medicine.

Die aktuellen Hauptforschungsrichtungen umfassen: biomedizinische Mikro-Nano-Geräte und Nanomaterialien; neue Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie; Anwendungen der Nanomedizin im Nervensystem, bei Herzerkrankungen und Krebs.

Referenzlink:

[1]https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00477-5?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve% 2Fpii%2FS2590238522004775%3Fshowall%3Dtrue[2]https://med.tongji.edu.cn/info/1401/7236.htm

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