Ученые из Университета Питтсбурга придумали необычный чип, для работы которого используется кровь человека. Устройство не только заряжается с ее помощью, но и одновременно анализирует состав. Как отметили исследователи, это большой шаг в развитии категории устройств, которую они описали как «лаборатория на чипе».
По словам ученых, анализ крови очень важен для изучения здоровья человека и лечения заболеваний. Однако обычно это довольно сложный процесс, который требует забора крови и ее изучения в лабораторных условиях. Это мешает мониторингу в реальном времени и в отдаленных населенных пунктах, в том числе в сельской местности. Исправить это поможет новый чип.
Исследователи отметили, что кровь обладает электропроводностью. По показателю можно оценивать состояние организма человека и даже выявлять заболевания. На проводимость влияет концентрация электролитов, в том числе ионов натрия и хлорида. В Университете Питтсбурга подчеркнули, что кровь состоит из молекул, которые проводят ток или препятствуют этому. Например, процессу способствует глюкоза. «С помощью этих измерений мы можем увидеть, как это влияет на проводимость. Таким образом, мы можем поставить диагноз на месте», — отметили авторы исследования.
Чип установлен в небольшое устройство шириной 31 мм и длиной 61 мм, которое оснащено вольтметром. Анализ оно проводит с помощью небольшой капли крови, которую можно получить, например, из пальца. Создатели чипа столкнулись с несколькими проблемами. Необходимо проводить измерение проводимости крови на частоте ниже 100 Гц. Для этого пришлось разработать специальный наногенератор. Он использует кровь в качестве проводящего вещества, и особая система позволяет преобразовать ее в электрическую энергию. Также пришлось прибегнуть к помощи ИИ-модели. Нейросеть оценивает электропроводность крови с помощью напряжения, которое генерирует устройство. Точность чипа ученые определили, сравнив его результаты с классическим методом измерения. Результаты оказались впечатляющими. Исследователи добавили, что их наногенераторы могут работать в любом месте организма человека, где присутствует кровь.
Ранее ученые придумали новый способ изучения мозга. Они впервые использовали для этого ультразвуковые волны.
