電子タバコに含まれる中毒性物質であるニコチンは、心血管障害や呼吸器障害のリスクを高めるという研究結果もあります。しかし、その潜在的な健康への影響を完全に理解するためには、リアルタイムのニコチン監視装置が必要です。また、このような装置は、ベイパーだけでなく、副流煙に遭遇する非ベイパーもその曝露量を測定するのに役立つ。このたび、研究者らは、以下の論文で報告した。ACSセンサー この課題を達成するために、バッテリー不要のウェアラブルデバイスを開発したことを発表しました。
電子タバコは、ニコチン、グリセリン、プロピレングリコール、香料などの混合物を加熱して噴霧し、使用者がそれを吸引するように設計されています。体内では、この混合物が呼吸器系を含む複数の器官に影響を与え、気流を変化させ、酸化ストレスを増加させ、免疫力を低下させる可能性があります。さらに、ニコチンへの暴露は肺がんにつながる可能性もある。しかし、実際の環境下でその曝露量を評価することは困難であった。現在の環境中のニコチン濃度を測定する方法は、実験室で行われ、大量のサンプルと数日から数週間のサンプリングが必要である。
代替品として携帯型のニコチンセンサーが開発されているが、これまで報告されている2つのセンサーは、汗の存在か太陽光に依存して機能するため、実用的でなかった。そこで、Madhu Bhaskaran、Md. Ataur RahmanとPhilipp Gutrufは、ニコチンをリアルタイムで検出し、そのデータをスマートフォンなどの電子機器に無線で送信できる軽量で装着可能なセンサーの設計に着手しました。
研究チームは、ポリイミド基板上に形成した二酸化バナジウム（VO2）をセンサーの基盤として選択した。ニコチンがVO2薄膜と共有結合することで、ニコチン濃度に応じた導電率の変化が起こることを示した。この導電率の変化を検知して信号を増幅し、スマートフォンに無線で送信する装置である。 この電池不要のセンサーを皮膚に貼り付けると、屋外での気化したニコチンの曝露量を測定することができる。研究者は、このアプローチにより、環境中の有害物質のリアルタイムモニタリングのためのウェアラブルエレクトロニクスの利用が拡大するとしています。
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