От мониторинга частоты сердечных сокращений и отслеживания шагов до подсчета потребляемых калорий умные носимые устройства продолжают обзаводиться передовыми функциями, чтобы обеспечить комплексный подход к здоровью и фитнесу. Теперь пользователи могут одним прикосновением ручного запястья получить еще одну информацию, а именно о том, когда им нужно восполнить запасы электролитов.
Об этом сообщило Информационное агентство Синьхуа.
Ученые из Хэфэйского института физических наук (HIPS) при Академии наук Китая разработали наручные часы, которые могут измерять содержание основных химических веществ в кожном поте. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Nano.
"Пот содержит электролиты, в основном такие как калий, натрий и кальций, баланс которых в организме имеет решающее значение для жизнедеятельности, такой как нервная проводимость, сокращение мышц и биение сердца", – сказал Ян Мэн, младший научный сотрудник указанного вуза и один из авторов исследования.
Процесс потоотделения приводит не только к потере воды, но и к потере электролитов.
"Чрезмерная потеря ионов калия, например, может повлиять на работу сердца и нервно-мышечную функцию, а потеря ионов натрия может привести к таким симптомам, как усталость, головокружение и мышечные судороги", – подчеркнул он, объясняя важность поддержания сбалансированного уровня электролитов.
Команда исследователей под его руководством разработала наручные часы, которые собирают пот с поверхности кожи и анализируют его в режиме реального времени с помощью сенсорного чипа с ионочувствительной мембраной.
Когда пот попадает на чип, он вступает в контакт с этой ионочувствительной мембраной, на которой есть три канала, которые соответственно измеряют концентрацию ионов натрия, калия и кальция.
Хотя китайские исследователи не первые, кто изобрел датчики пота, члены научно-исследовательской команды отметили, что надежный интерфейс их новинки обеспечивает ей долговременную надежность.
"Часы могут непрерывно отслеживать три типа ионов в человеческом поте в течение более чем шести месяцев, что превосходит стабильность многих других похожих датчиков", – поделился Хуан Синцзю, ведущий исследователь из Института физики твердого тела при HIPS.
Спортсмены часто пьют электролитные напитки, чтобы компенсировать потерю электролитов и восполнить энергию. Поэтому в рамках вышеупомянутого исследования ученые провели экспериментальную проверку состава пота у спортсменов во время тренировок на беговой дорожке.
Точность измерений достигла примерно 95% по сравнению со стандартными методами тестирования.
"При выявлении нарушений электролитного состава организма устройство будет напоминать пользователям о необходимости своевременного пополнения запасов", – сказал соавтор исследования Цай Синь.
"Цель разработки этого устройства – предупредить о потере электролитов и снизить риск травм, связанных с физическими упражнениями", – добавил он.
Для обычных людей традиционный тест на содержание электролитов требует сбора образцов жидкости организма в больнице. Новые наручные часы могут стать альтернативой иглам для измерения уровня электролитов.
Помимо неинвазивного теста, устройство позволяет проводить мониторинг электролитов в режиме реального времени, "что, несомненно, является значительным прогрессом в мониторинге здоровья человека", – сказал врач Центральной больницы города Бэнбу Сюй Хань, который не принимал участия в исследовании.
Следующей целью научно-исследовательской команды является разработка различных мембранных материалов, чувствительных к другим веществам, чтобы отслеживать больше физиологической информации, например, относительно глюкозы и хлорид-ионов.
Исследователи отметили, что по сравнению с популярными на рынке фитнес-часами разработанное ими устройство крупнее и тяжелее, что делает его менее удобным для ношения. Тем не менее, они рассчитывают в течение следующих пяти лет разработать носимые датчики пота, пригодные для маркетизации.
По словам Ян Мэна, в будущем команда исследователей также намерена адаптировать их устройство для мониторинга окружающей среды с целью измерения содержания тяжелых металлов.
