جهاز مبتكر يقيس مستوى التوتر عبر الجلد

ابتكر علماء بمعهد فيزياء أشباه الموصلات التابع لأكاديمية العلوم الروسية فرع سيبيريا، جهاز استشعار قابلا للارتداء، وحصلوا على براءة اختراع له ، ووفقاً لوثائق براءة الاختراع، يثبت الجهاز على الذراع ويقيس مستوى التوتر عبر الجلد ، وبفضل تصميمه، يوفر الجهاز حساسية متزايدة لتركيز هرمون الكورتيزول، وهو هرمون التوتر بالجسم ، ومؤشرات التوتر الأخرى في العرق.

يقول الباحثون: "إن رصد التوتر المستمر يعد ضرورياً للكشف المبكر عن الحالات الخطيرة وإجراء تعديلات على نمط الحياة والحفاظ على الصحة النفسية والعاطفية" ، وتجدر الإشارة إلى أن أجهزة الاستشعار المبتكرة سابقاً تتميز بحساسية منخفضة لتركيز هرمون الكورتيزول، ما يجعل من المستحيل تتبع التغيرات في الحالة النفسية والعاطفية بدقة في الوقت الفعلي. علاوة على ذلك، هي إما معقدة تقنياً ومكلفة، أو تعتمد على مؤشرات غير مباشرة (مثل موصلية الجلد) ومكونات إضافية (الأجسام المضادة)، ما يقلل من فعاليتها.

غير أن هذا الجهاز يهدف إلى حل هذه المشكلة بابتكار وحدة استشعار مقاومة عالية الكفاءة ورخيصة الثمن وسهلة التصنيع والاستخدام تقنياً، تثبت على الجلد لمراقبة التغيرات في الحالة النفسية للشخص بمرور الوقت، وذلك باستخدام التوصيل الكهربائي كوسيلة لتحقيق هذه النتيجة التقنية ، وقد تمكن العلماء من زيادة حساسية المستشعر لهرمون الكورتيزول باستخدام طبقة رقيقة جداً من أشباه الموصلات - لا تتجاوز 20 نانومترا. يسجل هذا المستشعر بدقة أكبر تغيرات تركيز المادة، كما يقدم نتائج أكثر دقة وكفاءة من الأجهزة المماثلة السابقة.

يتكون الجهاز من ركيزة مرنة مغطاة بطبقة حساسة من مادة موصلة مركبة. تتألف هذه الطبقة من الجرافين، وهو بوليمر عضوي، والإيثيلين جليكول الذي يقلل المقاومة الكهربائية، ما يزيد من حساسية المستشعر. ويقترح العلماء تطبيق هذه الطبقة باستخدام طباعة ثنائية الأبعاد أو التقطير.

ويقول المبتكرون: "يحتوي العرق على مكونات متنوعة - 98٪ ماء و2٪ مركبات كيميائية، بما فيها الأملاح والأكسجين والجلوكوز والأدرينالين والكورتيزول والدوبامين وإنزيمات ومكونات أخرى ، ويضمن وضع عقدة الاستشعار على معصم المستخدم التلامس الكامل بين العرق المفرز عبر الجلد ومادة طبقة الاستشعار، ما يؤدي إلى تراكم الشحنة فيها، وبالتالي زيادة التوصيل الكهربائي لعنصر الاستشعار".