Маска со встроенным сенсором оповестит об опасности заражения
Китайские ученые из Университета Тунцзи разработали защитную маску со встроенным сенсором, который способен обнаруживать вирусные частицы в воздухе. Маска может оповестить о контакте с вирусом гриппа или коронавирусом в течение 10 минут после него. Исследование опубликовано в журнале Matter.
Респираторные заболевания, которые вызваны, например, коронавирусом или вирусом гриппа, распространяются через аэрозоли. Они выпускаются в воздух, когда зараженные люди разговаривают, кашляют или чихают. Такие аэрозоли, содержащие вирусные частицы, могут оставаться в воздухе продолжительное время. Именно поэтому для защиты от них рекомендуют использовать специальные маски.
Ученые разработали небольшой сенсор, который работает за счет аптамеров — синтетических молекул, которые могут узнавать белки патогенов. В данной работе сенсор мог распознавать белки вирусов SARS-CoV-2 (коронавирус), H5N1 и H1N1 (грипп). Когда аптамеры связываются с целевыми белками, сигнал об этом передается в чувствительный транзистор, который его усиливает. В результате оповещение о контакте с вирусом приходит человеку на телефон в течение 10 минут. Чтобы проверить работу маски, ученые провели эксперимент в закрытом помещении, где на маску распыляли аэрозоли, содержащие частицы вирусов. Сенсор мог зафиксировать вирусы даже в том случае, если жидкости в аэрозоле было всего 0,3 мкл. Это в 70-560 раз меньше, чем образуется жидкости при чихании.
Исследователи считают, что их разработка будет особенно полезна в помещениях с плохой вентиляцией, например в закрытых комнатах или лифтах. В таких помещениях, как правило, риск заразиться всегда выше. При этом, если в будущем появится новый вирус, сенсор на маске можно будет легко обновить.
В дальнейшем ученые планируют сократить время обнаружения вируса и повысить чувствительность сенсора, оптимизировав дизайн транзисторов и аптамеров. Также исследователи ведут работу и над другими нательными устройствами, которые помогут людям с раком, сердечно-сосудистыми заболеваниями и другими проблемами со здоровьем.