Zweetsensor met batterijloos waterpompje

De stoffen in ons zweet vertellen veel over onze gezondheid. Continu analyseren van zweet biedt daardoor veel mogelijkheden bij sporters of voor medische toepassing. De zoutconcentratie in zweet zegt bijvoorbeeld iets over taaislijmziekte, en de zuurtegraad is bepalend voor bepaalde huidaandoeningen. Om de ontwikkeling daarvan te volgen in de tijd, moet continu ‘vers’ zweet door een zweetsensor geleid worden. Dit bij voorkeur zonder bewegende, kwetsbare onderdelen of stroomverbruik.

Natuur als inspiratie

Promovendus Chuan Nie en begeleidend hoogleraar Jaap den Toonder gebruikten de natuur als inspiratiebron voor een zweetsensor die voldoet aan deze eisen. Ze maakten in het Microfablab van de TU/e in flexibel plastic folie een apparaatje met een inlaat, een microkanaaltje, en aan het andere uiteinde een poreuze structuur. Door speciaal papier bij de inlaat zuigt het apparaatje zweet op. Door de capillaire werking van het kanaaltje wordt het vocht verder getransporteerd, en door verdamping via de poreuze structuur aan de andere kant ontstaat een continue stroom, net zoals bomen en planten dit doen. Het geheel werkt als een soort waterpompje dat werkt zonder elektriciteit.

Uiteindelijk bouwden de onderzoekers ook een microchip in. De elektrodes daarvan steken in het kanaaltje en zo kan de chip continu het zweet analyseren dat door het kanaaltje gaat. Chuan Nie bouwde een prototype dat de zuurtegraad meet, en bewees dat het goed werkt. Op dezelfde manier kunnen nu ook chips ingebouwd worden die andere stoffen in het zweet meten.

Plastic

Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Holst Centre in Eindhoven. Holst en de TU/e gaan de flexibele zweetsensor verder ontwikkelen; eerst voor toepassing in sport en later voor medische zweetanalyse. Door het gebruik van plastic folies zullen de uiteindelijke productiekosten laag zijn. Een van de te nemen stappen is dat de sensor zijn data draadloos gaat verzenden.

Chuan Nie promoveerde aan de TU Eindhoven, bij hoogleraar Jaap den Toonder van de faculteit Werktuigbouwkunde.