纳米墨水纹身
人们纹身通常出于各种目的,比如表达自己对书法的垂青,或是在运动场上向他人展示自己那壮如钢铁般富有魅力的肱二头肌。而来自麻省理工学院(MIT)的一个研究团队发现了纹身技术的更高级应用:用纳米级颗粒制造的墨水监测血糖水平。
糖尿病的高血糖状态会导致机体损害,带来视网膜脱落等症状。对于糖尿病患者及其主治医生来说,检测血糖水平尤为重要,一般采用的监测办法是一天取数次指血来测血糖,但由于人在用餐前后血糖水平有较大差异,也无法保证检测方法完全准确。
随着技术的提高,一些持续监测血糖的手段也应运而生,但这些方法通常都需要将仪器刺入血管与血流接触,而且也不适合长期使用。因此,麻省理工的研究团队致力于寻找使用时间更为长久的方法。最终他们将纳米管封装于对葡萄糖敏感的多聚体中,制造出一种可注入皮下的“墨水”。
这种纳米墨水在暴露于葡萄糖时,会发出荧光,这种荧光可以用近红外线探测到。与之对应的是一个既可以发射近红外线同时又可以感受纳米墨水发出荧光的传感器,患者通过佩戴这样一个类似于腕表的传感器,可以实时读出其血糖水平。而且,这种纳米墨水最大的优点在于它是暂时性的,可以每6个月左右便可自动消失。
使用导电材料、荧光材料或纳米粒子液体刻写的纹身将成为一种不那么笨重、不令人讨厌和感觉麻烦的医疗监测手段。
美国西北大学的药学教授希瑟·克拉克正在进行一项实验,试图制造出能让人一直处于联系状态的可嵌入设备。今年夏天,她展示了首款肉眼看不见的纳米粒子“纹身”,该纹身能通过在某些光线下发出荧光来监测血液中葡萄糖和钠的浓度。
美国《技术评论》杂志介绍道,该纹身由120纳米宽的纳米液滴组成,这些液滴包含有一个荧光染料以及能依附于某些化学物质之上的传感器分子,分子越多产生的荧光也越强。一款配备了特殊滤光镜的iPhone手机可作为光源。在实验中,科学家们用iPhone手机的摄像头为荧光拍摄了一张照片并使用计算机对其进行分析,以确定生物标签的浓度。克拉克希望,他们最终能开发出一套可以阅读输出数据的iPhone手机应用程序。
美国麻省理工学院的工程师们也制造出了旨在帮助糖尿病患者持续监测其葡萄糖浓度的纳米粒子“纹身”。工程师们表示,这些粒子也会在葡萄糖和红外光出现时发荧光,使用者能通过穿戴某些电子设备来提供红外线光束并解释荧光所代表的意义。
尽管将这两套“纹身”加于人身上并非毫无痛苦,但与传统方法相比,这两套系统的侵入性毫无疑问要小得多。
新型银纳米粒子墨水
美国伊利诺伊大学的研究人员研制出一种由银纳米粒子构成的新型墨水,可应用于电子和光电等领域的塑料和玻璃基质上全方向的打印,能创造出更易弯曲和伸展的、跨度较大的微电极,实现信号从一个电路组件到另一个电路组件的传递。在论文中,该大学材料科学与工程系的教授表示,刻有图案的银微电极可以利用高浓度的纳米粒子墨水在宽度小于2微米的半导体、塑料和玻璃基质上进行全方向的打印。与喷墨打印和丝网印刷术不同的是新型的墨水还可实现侧面的打印。
另有专家则表示,这个研究团队还能在众多类型的基质上利用不同类的电子材料制造出高度集成的系统。全方位的印刷则能克服部分制约潜在电子印刷产品发展的因素,为科学家研发出更尖端的印刷技术奠定基础。