Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1. Проведен сравнительный анализ откликов носимых сенсоров из композитного материала на основе малослойного графена с небольшой добавкой проводящего полимера PEDOT:PSS при адсорбции на графен глюкозы или гормонов, отвечающих за стресс (кортизол или др.), при анализе пота человека. В целом, показано, что, меняя площадь сенсора, можно обеспечить приоритетные условия для наблюдения отклика, связанного с глюкозой или с кортизолом. В случае тестирования глюкозы следует выбирать сенсор с малой площадью (в нашем случае 0.08 см2), когда взаимодействие с глюкозой доминирует, тогда как для тестирования кортизола выбиралась сенсоры большой площади (0.5–1 см2), когда отклик, связанный с нервной системой, возрастал на два порядка. 2. Изменение структуры сенсорного слоя позволяло тестировать возбуждение нервной системы людей в ответ на определенные внешние факторы. Возбуждения были связаны с умеренной физической нагрузкой, телефонными разговорами, предвкушением сладкого для человека больного диабетом или прокалыванием пальца при измерении уровня глюкозы в крови, с эмоциональным состоянием человека за рулем автомобиля и др. Реакция нервной системы обычно связывают с рядом биологически активных веществ (адреналин или кортизол), выделяемых секретом потовых желез в ответ на психоэмоциональные стимулы. Изменение уровня кортизола испытуемого было напрямую подтверждено стандартизованным методом по слюне путем сдачи биоматериала на анализ в медицинское учреждение до и во время внешнего воздействия. 3. Перспективность неинвазивного направления в диагностике заболеваний по дыханию очевидна, надо только сделать выдох над сенсором, и через несколько секунд или минут анализ готов. Использование структурированного сенсора, в котором проводящие области из графена чередуются с чистыми областями позволило подавить проводимость, связанную с адсорбцией молекул воды на поверхности сенсора, это лучше визуализирует хорошо воспроизводимую сложную структуру спектра, помогая ее интерпретации. Отклик сенсора для людей имеющих ряд заболеваний, как правило, более сильный и сложный, интерпретация некоторых пиков уже получена. 4. Был реализован новый вариант считывающего устройства, которое считывало сигнал с шагом 1 с, а программное обеспечение было уже рассчитано на операционную систему Android 12 и выше, и сразу на экране телефона строился график зависимости сигнала от времени, которые можно было сохранять в виде картинки или данных для переноса на компьютер. Сигнал – это напряжение, снимаемое с микроконтроллера, величина которого пропорциональна проводимости сенсора. Ведется работа по созданию более легкой конструкции считывающего устройства. 5. Показано, что добавка пленки из чернил, полученных из сушеных цианобактерий Arthrospira platensis путем обработки диспергатором и нанесенной на сенсор из композитного материала на основе графена и PEDOT:PSS повышали отклик сенсора в целом, и к некоторым средам в частности, которые присутствуют в дыхании человека. В случае использования только пленки из цианобактерий на подложке SiO2/Si, было обнаружено, что увеличение толщины слоя цианобактерий или использование фракции клеточных мембран увеличивала вклад органических компонент дыхания в отклике сенсора, что делает их использование особо перспективным для экспресс анализа состояния здоровья человека. 6 С целью повысить гибкость композита используемого для сенсоров, были созданы и исследованы структура и электрические свойства тонких пленок и печатных структур из композита на основе графена с добавлением проводящего полимера PEDOT:PSS и поливинилового спирта (ПВС). Показано, что в пленках изготовленных без добавления ПВС деформации растяжения более 10% приводят к формированию множественных трещин, в то время как добавление уже 5 масс. % ПВС обеспечивает сохранение исходной морфологии без нарушения целостности пленки, даже до деформаций 40%. Происходит это благодаря формированию гибкой и растяжимой матрицы из ПВС. Поскольку содержание графена во всех образцах значительно превышает порог перколяции, сохраняется высокая электропроводность. 7. Без боли и крови https://smotrim.ru/video/2999532 «Умный» датчик на бумаге: российская альтернатива глюкометру https://chudo.tech/2025/06/11/umnyj-datchik-glyukozy/ сайт РНФ, Биосенсор из спирулины поможет отслеживать состояние пациентов с астмой и сердечными заболеваниями https://new.ras.ru/activities/news/biosensor-iz-spiruliny-pomozhet-otslezhivat-sostoyanie-patsientov-s-astmoy-i-serdechnymi-zabolevaniya/