Новый гидрогель пропускает водяной пар в 100 раз лучше силиконовых медпластырей

Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали воздухопроницаемый гидрогель с сетью микроскопических воздушных каналов. Материал охлаждает кожу во время тренировок, решая проблему перегрева и раздражения от носимых медицинских датчиков и пластырей.

Новый гидрогель содержит 70% воды. Проницаемость для кислорода достигает 185 барреров (единица измерения газопроницаемости). Это в 10 раз выше показателей стандартных гидрогелей. Материал пропускает водяной пар в 10-100 раз эффективнее силиконовых и полиуретановых пластырей.

Технология основана на строении человеческих лёгких. Исследователи добавили в гидрогель частицы силика-аэрогеля — твёрдые водоотталкивающие пузырьки воздуха. При производстве частицы формируют взаимосвязанную сеть каналов. Структура обеспечивает газообмен при сохранении высокого содержания влаги.

Инфракрасные измерения показали эффект охлаждения. Температура кожи под обычным силиконовым пластырем после 20 минут тренировки выросла на 6,5 °C. Под дышащим гидрогелем температура снизилась на 1 °C. Под силиконом скапливался пот, а под новым материалом кожа оставалась сухой.

Команда протестировала гидрогель в качестве ЭКГ-электрода (датчика для мониторинга работы сердца). Устройство работало непрерывно в течение 10 дней во время сна, работы и физических нагрузок. Обычные электроды давали нестабильные сигналы при накоплении пота. Новый материал обеспечивал чёткие показания на протяжении всего периода.

Материал сохранил 95 % проницаемости после 10 000 циклов растяжения. Десять добровольцев носили пластыри в течение часа во время умеренных физических нагрузок. Никто не жаловался на зуд или раздражение кожи.

Исследование опубликовано в журнале Nature. Старший автор работы Сюаньхэ Чжао отметил, что материал пока не готов к клиническому применению. Требуется оценка долгосрочной биосовместимости, масштабного производства и нормативной безопасности. Текущие испытания были небольшими — в них участвовали от 2 до 10 человек на разных этапах.