Polscy naukowcy opracowali nowoczesne czujniki tętna oparte na nanomateriałach typu MXene, które zostały pomyślnie przetestowane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach misji IGNIS. Technologia ta wykorzystuje dwuwymiarowe struktury z węglików, azotków i karbonidów metali, które wykazują wysoką przewodność i niezwykłą wrażliwość na odkształcenie — zmianę ich oporu elektrycznego przy nawet drobnych ruchach. To właśnie ta właściwość umożliwia bardzo czuły pomiar pulsu i ruchów nadgarstka.
Eksperyment «MXene in LEO», realizowany przez zespół z Centrum Technologii Kosmicznych Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, był jednym z trzynastu projektów badawczych realizowanych przez polskiego astronautę projektowego Europejskiej Agencji Kosmicznej dr. Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego podczas misji IGNIS na ISS.
To nie tylko pokaz możliwości nowych materiałów, ale też istotne dane o ich zachowaniu w warunkach mikrograwitacji. Tam, gdzie na Ziemi sygnały mogą zakłócać pomiary, w przestrzeni kosmicznej opaski MXene dały wyjątkowo „czysty” odczyt, co potwierdziło ich stabilność i powtarzalność pomiarów.
Z laboratorium na ISS i na oddział kardiologiczny
W warunkach mikrograwitacji zbadano przede wszystkim, jak czujniki oparte na MXenach radzą sobie z pomiarem parametrów fizjologicznych. Ze względu na unikalne cechy materiałów MXene – dużą przewodność, elastyczność oraz biokompatybilność – są one bardzo obiecujące dla sensorów medycznych. Takie materiały są obecnie intensywnie badane na świecie w kierunku aplikacji diagnostycznych i noszonych urządzeń medycznych, w tym monitorowania tętna, oddechu czy sygnałów bioelektrycznych.
Po powrocie wyników z orbity, technologia ta trafiła do testów klinicznych na Ziemi. W Górnośląskim Centrum Medycznym w Katowicach prowadzone są badania systemu w warunkach klinicznych na oddziale kardiologii. Naukowcy obserwują, czy dane zbierane przez opaski są wystarczająco precyzyjne, by rozpoznawać choroby układu krążenia u pacjentów. To kolejny krok od czystej nauki i eksperymentów kosmicznych do praktycznych zastosowań w medycynie.
Takie testy są kluczowe nie tylko dla rozwoju technologii wearable w medycynie, ale też dla przyszłych misji kosmicznych, które będą wymagały niezawodnych metod monitorowania stanu zdrowia astronautów.
Potencjał technologii MXene poza medycyną
Technologia oparta na MXenach ma zastosowania wykraczające poza medycynę i kosmos. Dzięki ich czułym właściwościom piezorezystywnym i możliwości integracji z elastycznymi podłożami, naukowcy na całym świecie badają ich użycie w zaawansowanych sensorach środowiskowych, detekcji lotnych związków organicznych, a także w systemach monitorowania stanu zdrowia żołnierzy i personelu lotniczego.
Opracowane opaski są także przykładem tego, jak badania kosmiczne mogą napędzać innowacje technologiczne w codziennym życiu. Technologie, które zaczynają się od wyzwań takich jak misje na ISS, często znajdują zastosowanie w narzędziach, które trafiają do szpitali, laboratoriów i urządzeń konsumenckich.
