Для створення датчиків дослідники взяли волокна великого павука Nephila Pilipes діаметром всього 10 мікронів, покрили їх біосумісною фоточутливою смолою і досягли формування гладкої захисної поверхні. Так вони вийшли оптичне волокно діаметром 100 мікронів, у якому павучий шовк виконував функції серцевини, а смола – оболонки.
Не пропустіть Вчені створили робота з ДНК: маючи розміри клітини, він може досліджувати віруси та патогени
Щоб посилити зчитувальні здібності біосумісного сенсора, волокно покрили наношаром золота.
Датчики глюкози критично важливі для діабетиків, але ці пристрої зазвичай інвазивні, незручні і не дешеві. Павучий шовк привернув увагу своїми чудовими оптико-механічними властивостями, і ми вирішили вивчити застосування цього біосумісного матеріалу для оптичного спостереження за концентрацією різних цукрів у реальному часі,
– розповів керівник дослідження Лю Ченян з Національного університету Ян Мін.
Якщо один кінець такого "дроту" помістити в рідкий зразок, а інший з'єднати з джерелом світла і спектрометром, датчик починає зчитувати коефіцієнт заломлення розчину і, на його основі, визначати тип цукру і його концентрацію.
Датчик з волокон павутини / Фото Cheng-Yang Liu, National Yang Ming Chiao Tung University
Для випробування стабільності датчика протягом тривалого часу дослідники використовували його для вимірювання розчинів з невідомою концентрацією фруктози, цукрози або глюкози при кімнатній температурі.
Вимірювання повторювалися по 10 разів з 5-хвилинними інтервалами та порівнювалися зі показаннями комерційного рефрактометра. Датчик продемонстрував здатність визначати тип цукру в розчині та точно визначати його концентрацію.
Читайте на сайті Samsung створила штучний м'яз: він допоможе реально відчути віртуальні предмети в руках
Вчені наголошують, що датчик цукру на основі шовку павука багаторазовий, економічний, простий у застосуванні і дозволяє проводити виміри в реальному часі. Ще ж і надто, оскільки він компактний, він дозволяє дістатися таких важкодоступних місць, як мозок чи серце.