Сухие электроды из углеродных нанотрубок и графена помогут точнее считывать сигналы ЭКГ

Ученые из Национального исследовательского университета МИЭТ (Москва) создали гибкие электроды на основе углеродных наноматериалов, которые не требуют использования геля для регистрации электрокардиограммы.

Сначала исследователи создали жидкую смесь на основе одностенных углеродных нанотрубок, чешуек восстановленного оксида графена и полимера в растворителе. Чтобы равномерно распределить нанотрубки и графен в объеме растворителя, ученые разработали методику многостадийной механической и ультразвуковой обработки. Затем растворитель испаряли, а полученную смесь равномерно распределенных углеродных наноматериалов в матрице полимера наносили в подготовленные круглые формы и обрабатывали лазерным излучением, чтобы сформировать в полимере электропроводящую прочную углеродную сеть.

Ученые проверили, насколько хорошо полученные электроды проводят электрический ток и, соответственно, сигнал ЭКГ и какую механическую нагрузку выдерживают. Все измеренные показатели оказались не ниже, чем у электродов из серебра и хлорида серебра. Также авторы оценили, как на образцы влияет долговременный контакт с человеческим потом. Для этого исследователи приготовили химический состав, имитирующий пот человека, и поместили в него электроды на неделю.

Эксперимент показал, что в таких условиях качество регистрируемого сигнала ЭКГ не ухудшилось. Это означает, что электроды из углеродных нанотрубок и графена в долгосрочной перспективе будут считывать сигнал точнее, чем применяемые сейчас серебряные электроды, ведь для использования изготовленных учеными образцов не нужен электролитный гель, который со временем разрушается. Вдобавок, таким образом уменьшается риск воспалений, а носить прибор будет удобнее. Кроме того, авторы доказали биосовместимость электродов: клетки кожи не теряли жизнеспособность на их поверхности.