Chế tạo thành công loại bút chì và giấy có thể theo dõi sức khỏe cá nhân

Phạm Hải

Nhìn lại một số phát minh quan trọng nhất mà con người đã từng tạo ra, cây bút chì là vật dụng tuy nhỏ bé nhưng hoàn toàn có đủ “tư cách” đứng hàng đầu danh sách nếu xét về mức độ quan trọng đối với xã hội loài người trong hàng ngàn năm.

Ngày nay, chiếc bút chì không chỉ là vật dụng cho phép mọi người ghi lại những suy nghĩ cũng như ý tưởng của mình và chia sẻ chúng với phần còn lại của thế giới, mà còn có thể đóng vai trò như một công cụ hỗ trợ theo dõi sức khỏe cá nhân.

Điều này nghe có vẻ không liên quan nhưng thực tế lại là một phát minh cực kỳ thú vị và giàu tiềm năng. Cụ thể, nhóm nghiên cứu tại Đại học Missouri (Hoa Kỳ) mới đây đã công bố chi tiết về mẫu chút chì và giấy có thể hoạt động như một hệ thống theo dõi sức khỏe thông qua việc tích hợp các công nghệ điện sinh học. Thiết bị điện tử gắn trên da này có thể được sử dụng để theo dõi chỉ số sinh lý (nhiệt độ, điện thế sinh học) và sinh hóa mồ hôi (pH, axit uric, glucose).

Về cơ bản, bút chì với lõi được làm từ hơn 90% than chì có thể tạo ra một lượng năng lượng đáng kể khi bạn sử dụng chúng để viết trên bề mặt giấy. Than chì nhìn chung có thể hoạt động như một điện cực cảm biến, nhờ khả năng dẫn điện tốt do sự hiện diện của một lượng lớn "delocalized electron" tự do (các electron không liên quan đến bất kỳ nguyên tử đơn lẻ hoặc một đơn liên kết hóa trị nào).

Cùng với đó, một bề mặt giấy đặc biệt có thể phân hủy sinh học sau khi sử dụng, được tích hợp cảm biến sinh lý và cảm biến sinh hóa mồ hôi siêu mỏng sẽ cung cấp cấu trúc hỗ trợ linh hoạt, giúp một cây bút chì có thể đóng vai trò là vật dẫn điện và kết nối các điện cực cảm biến. Qua nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy bút chì với hàm lượng than chì đạt 93% cho khả năng hoạt động tối ưu nhất.

Các cảm biến tích hợp

Với thiết lập này, thiết bị có thể thực hiện giám sát thời gian thực, liên tục với độ chính xác cao một loạt các tín hiệu sinh hóa quan trọng từ cơ thể con người, và đưa ra kết quả thông qua một ứng dụng tích hợp trên máy tính hoặc điện thoại thông minh. Chúng bao gồm nhịp tim tức thời, nhịp hô hấp và độ pH mồ hôi, axit uric và glucose, nhiệt độ da, điện tâm đồ, nhịp alpha, beta và nhịp theta...

Không khó để nhận ra lợi ích của công nghệ mới này nếu được ứng dụng đại trà. Nó không tốn kém, dễ tiếp cận và không gây hại cho môi trường. Tất nhiên vẫn còn rất nhiều việc phải làm trước khi phát minh này có thể được ra mắt trên quy mô thương mại, nhưng tiềm năng vẫn là rất lớn.