आपके हाथों में आपका स्वास्थ्य: Novel Wearable Technology आसानी से हीटस्ट्रोक का पता लगा सकता है5 min read

Date: 22/May/2020

Novel Wearable Technology शोधकर्ताओं ने अवांछित या स्पर्शोन्मुख ऊष्माघात (undetected or asymptomatic heatstroke) से होने वाली मौतों को रोकने के लिए पसीने की अम्लता (acidity) को मापने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक त्वचा जैसा सेंसर विकसित किया है।

हीटस्ट्रोक एक जीवन-धमकी वाली स्थिति है जो ग्लोबल वार्मिंग के कारण दुनिया भर में आम हो रही है।

एक नए अध्ययन में, जापान के टोकई विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अपने नवीनतम विकास का वर्णन किया है: एक कम लागत वाली इलेक्ट्रॉनिक त्वचा जैसा सेंसर जो त्वचा के पीएच (अम्लता (acidity)) को माप सकता है, जो शुरुआती हीटस्ट्रोक का पता लगाने की अनुमति देता है। क्योंकि हीटस्ट्रोक कभी-कभी स्पर्शोन्मुख (asymptomatic) होता है, यह तकनीक लोगों को गर्मी को मात देने में मदद कर सकती है, और दुनिया भर में जान भी बचा सकती है।

गहन शारीरिक व्यायाम के दौरान या यहां तक कि जब गर्म दिनों के दौरान निष्क्रिय होते हैं, तो मानव शरीर को कभी-कभी अपने तापमान को कम करना मुश्किल होता है, और 40 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान में वृद्धि का परिणाम होता है जिसे हीटस्ट्रोक कहा जाता है।

हालांकि बच्चों और बुजुर्गों को हीटस्ट्रोक की सबसे ज्यादा आशंका है। हीटस्ट्रोक कभी-कभी स्पर्शोन्मुख (asymptomatic) होता है और इसलिए वास्तविक समय में इसका पता लगाना मुश्किल होता है।

दुर्भाग्य से, जलवायु परिवर्तन प्रत्येक वर्ष दुनिया भर में अधिक लगातार और गंभीर हीटवेव का कारण बन रहा है। जापान में, पर्यावरण मंत्रालय “हीट इंडेक्स” के रूप में उनके हीटस्ट्रोक की रोकथाम सूचना साइट पर नियमित रूप से अपडेट प्रदान करता है, लेकिन इसके अलावा, हीटस्ट्रोक के कारण होने वाली मौतों की संख्या बढ़ती रहती है।

हीटस्ट्रोक के शुरुआती पता लगाने के लिए एक तरीका त्वचा या पसीने का पीएच (अम्लता या क्षारीयता का माप) है, जो शरीर के निर्जलीकरण के रूप में महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है। लेकिन, त्वचा या पसीने के पीएच को मापने के लिए मौजूदा उपकरण कई कारणों से महंगे, गैर-पोर्टेबल या असुविधाजनक हैं।

वर्तमान त्वचा पीएच माप तकनीकों के लिए एक लंबी परीक्षण अवधि, कठोर इलेक्ट्रॉनिक्स और पसीने के नमूनों की एक उच्च संख्या की आवश्यकता होती है, जिससे त्वचा के पीएच को सीधे मापना मुश्किल हो जाता है।

वास्तविक समय शरीर की स्थितियों को प्रकट करने के लिए त्वचा के पीएच स्तर की “चलते-फिरते” स्तर पर भी बहुत रुचि है। इसने विभिन्न इंजीनियरिंग क्षेत्रों में शोधकर्ताओं को उपन्यास दृष्टिकोण (novel approaches) विकसित करने का प्रयास करने के लिए प्रेरित किया है।

Dr Ganesh Kumar Mani के नेतृत्व में जापान के टोकाई विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एसीएस सेंसर में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में एक नए प्रकार के स्किन pH (पीएच) सेंसर का निर्माण किया, जो किसी भी प्रकार के चिपकने वाले का उपयोग किए बिना त्वचा पर चिपकता है।

“हमारे आविष्कार की कुंजी इसकी आधार सामग्री में निहित है: यह एक अल्ट्रा-फ्लेक्सिबल पॉलीमर पतली फिल्म है जो पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) (polydimethylsiloxane (PDMS)) से बनी है, जो एक लचीली और टिकाऊ सामग्री है, जिस पर सेंसर इलेक्ट्रोड के अन्य भागों को उच्च गुणवत्ता वाले बयान (deposition) का उपयोग करके रखा जा सकता है।

प्रक्रियाओं, “Dr Mani की रिपोर्ट। pH सेंसर के अन्य घटक दो छोटे धातु के इलेक्ट्रोड silver/silver iodate और antimony/antimony oxide से बने होते हैं (नीचे आंकड़ा देखें)।

विचार यह है कि इन दोनों इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज का अंतर पसीने के pH के अनुसार बदलता है जो उनके पास जमा होता है, वास्तविक समय में पसीने के पीएच को निर्धारित करने का एक सीधा तरीका प्रदान करता है।

Novel Wearable Technology

प्रस्तावित पसीना pH सेंसर PDMS की एक नैनो शीट पर बनाया गया है, जिस पर दो अलग-अलग इलेक्ट्रोड जमा किए जाते हैं। जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है, अंतिम उपकरण आसानी से त्वचा के अनुरूप होता है और चिपकने की आवश्यकता के बिना चिपक जाता है, जिससे यह एक बहुत ही आकर्षक और व्यावहारिक बायोसेंसर बन जाता है।

न केवल कम लागत पर निर्माण करने के लिए प्रस्तावित उपकरण आसान है, बल्कि यह बहुत हल्का और छोटा है, जो परेशानी के बिना बच्चों और बड़े लोगों दोनों के लिए उपयोग करना आसान बनाता है।

इसके अलावा, एक कम अंतिम कीमत का अर्थ है कि अधिक लोग अपनी आर्थिक स्थिति की परवाह किए बिना इस तक पहुंच प्राप्त करेंगे, जिसका अर्थ है कि अधिक जीवन बचाया जा सकता है।

novel सेंसर के स्थायित्व, लचीलेपन और संवेदनशीलता का परीक्षण करने और परिणामों को बहुत आशाजनक साबित करने के बाद, अनुसंधान टीम का लक्ष्य बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ डिवाइस के प्रदर्शन को बेहतर बनाना है।

यदि कई लोग नियमित रूप से सेंसर का उपयोग करते हैं, जो त्वचा के pH सहित कुछ शारीरिक मापदंडों की निगरानी करते हैं, तो शोधकर्ताओं के लिए बड़े पैमाने पर डेटा प्राप्त करना आसान होगा, यह समझने के लिए कि तापमान और आर्द्रता जैसे पर्यावरणीय कारक शारीरिक कारकों को कैसे प्रभावित करते हैं, जैसे कि “रहने वाले” पर्यावरण, जाति और उम्र।

Prof. Tsuchiya कहते हैं, “भविष्य में, हम शोनन कैंपस में स्थापित मौसम सेंसर और जापान मौसम विज्ञान एजेंसी से हीटस्ट्रोक, पर्यावरणीय कारकों और पसीने के पीएच के बीच संबंधों को प्रदर्शित करने के लिए बहुआयामी विश्लेषण करने के लिए डेटा का संयोजन करेंगे।”

इसके अलावा, Novel Wearable Technology PDMS- आधारित मंच को अन्य आकर्षक उद्देश्यों के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। “हमें उम्मीद है कि प्राप्त परिणामों के विभिन्न जैव चिकित्सा क्षेत्रों में निहितार्थ हैं।

प्रस्तावित प्रक्रिया बहुक्रियाशील अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्री के साथ PDMS नैनोशीट्स को कार्यात्मक बनाने के लिए उपयोगी हो सकती है। डॉ। मणि ने कहा कि यह नैनो शीट pH सेंसर तकनीक वैयक्तिकृत स्किनकेयर तकनीक में अगली सीमा हो सकती है। अब तक, वैज्ञानिकों ने कहा है कि विस्तृत पशु अध्ययन के साथ, सेंसर के आसंजन में और सुधार का परीक्षण किया जा रहा है।

Reference for Novel Wearable Technology article.

Authors: Ganesh Kumar Mani1, Yuka Nimura2, and Kazuyoshi Tsuchiya1,3

Title of original paper: Advanced Artificial Electronic Skin Based pH Sensing System for Heatstroke Detection

JournalACS Sensors

DOI: 10.1021/acssensors.0c00207

Affiliations:

1Micro/Nano Technology Center, Tokai University

2Graduate School of Science and Technology, Tokai University

3Department of Precision Engineering, Tokai University

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