Исследователи из Пенсильвании создали сенсор, способный обнаруживать ацетон в выдыхаемом воздухе — быстрый и экономичный метод выявления диабета и преддиабетического состояния. Традиционные методы диагностики часто требуют забора крови или посещения лаборатории, что сопряжено с затратами и неудобствами. Новый подход использует образец выдыхаемого воздуха и предоставляет результаты в течение нескольких минут.
Датчик фиксирует ацетон — естественный побочный продукт метаболизма жиров. Хотя это вещество присутствует в дыхании всех людей, уровень выше 1,8 частей на миллион указывает на риск развития диабета. В отличие от существующих технологий, требующих искусственной стимуляции потоотделения, новый метод требует лишь выдоха в специальный пакет с последующим помещением в него сенсора.
Ключевым элементом устройства стал лазерно-полученный графен — пористый материал, создаваемый путем обработки полиимидной пленки CO2-лазером. Для повышения избирательности исследователи комбинировали графен с оксидом цинка, что значительно улучшило способность устройства обнаруживать молекулы ацетона. Особой инновацией стало решение проблемы влажности дыхания: специальная мембрана эффективно блокирует молекулы воды, но свободно пропускает ацетон.
В настоящее время для точных измерений требуется дыхание в пакет, что исключает влияние внешних воздушных потоков. Однако команда уже работает над версией устройства, которая сможет работать непосредственно под носом или внутри защитной маски. Авторы видят перспективы более широкого применения технологии: непрерывный мониторинг уровня ацетона мог бы раскрыть взаимосвязь между диетой, физической активностью и метаболическими процессами, аналогично тому, как отслеживаются колебания уровня глюкозы.
Тем временем в MIT разработан имплантат для экстренной помощи диабетикам.