Nanocellulose-Sensoren für bessere Diagnose
EMPA-Wissenschaftler stellen 3D-gedruckte Analysechips aus nachwachsenden Rohstoffen her
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3D-Drucker appliziert Nanocellulose-"Tinte" auf Trägerplatte (Foto: empa.ch) |
Dübendorf (pte017/08.10.2019/13:30) Forscher der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) http://empa.ch arbeiten derzeit an flexiblen, bioverträglichen Sensoren aus Nanocellulose, die auf der Haut liegen und statt schmerzhafter Nadelstiche die medizinische Diagnostik revolutionieren sollen. Denn insgesamt ist das winzige Biochemie-Labor auf der Haut lediglich einen halben Millimeter dick. Ein weiterer Vorteil: Die 3D-gedruckten Analysechips aus nachwachsenden Rohstoffen werden künftig sogar biologisch abbaubar sein.
Nanocellulose als "3D-Tinte"
Mit dem Ziel, bioverträgliche Sensoren zu produzieren, die wichtige Stoffwechselwerte messen können, haben die Schweizer Wissenschaftler in Kooperation mit Kollegen aus Kanada Nanocellulose als "Tinte" im 3D-Druckverfahren verwendet. Damit die Sensoren elektrisch leitfähig sind, wurde die Tinte hierzu mit Silber-Nanodrähten versetzt. Die Forscher ermittelten hierzu das exakte Verhältnis von Nanocellulose und Silberfäden, damit sich daraus ein 3D-Netzwerk bildet.
"Cellulose-Nanofasern sind ähnlich flexibel wie gekochte Spaghetti, allerdings mit einem Durchmesser von nur rund 20 Nanometern und wenigen Mikrometern Länge", erklärt EMPA-Forscher Gilberto Siqueira. Schließlich gelang es, Sensoren zu entwickeln, die medizinisch relevante Stoffwechselparameter wie die Konzentration von Calcium, Kalium und stickstoffhaltigen Ammonium-Ionen messen. Damit die Messwerte weiter analysiert werden können, sendet der elektrochemische Hautsensor seine Ergebnisse zur weiteren Datenverarbeitung an einen Computer.
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