Sensori tessili indossabili per la determinazione dello ione cloruro e del pH in fluidi biologici

Nell’era dell’Internet of Things i sensori chimici indossabili rappresentano una frontiera avanzata nel campo delle analisi cliniche. La possibilità di integrare questo tipo di sensori su una vasta gamma di substrati tessili, in tandem a dei sistemi elettronici di lettura wireless, rende tali dispositivi estremamente versatili, permettendo all’utente finale di monitorare in tempo reale le concentrazioni degli analiti di interesse biologico in fluidi corporei, consentendo la diagnosi di potenziali patologie, la corretta somministrazione di farmaci o più semplicemente il controllo dello stato di buona salute. In questo elaborato sono stati dunque sviluppati dei sensori chimici indossabili, basati sul polimero conduttore PEDOT:PSS (applicato sotto forma di inchiostro per stampa serigrafica) in sinergia con materiali tessili per uso medico (forniti dall’azienda Plastod S.p.A. di Bologna), per la determinazione della concentrazione di ione cloruro nel sudore e del pH in essudato di ferita, attraverso la funzionalizzazione del PEDOT:PSS con particelle di Ag/AgCl e particelle di iridio ossido (IrOx). L’architettura del dispositivo, che è ispirata ai transistor elettrochimici organici (OECTs - Organic ElectroChemical Transistors), è in grado di generare un effetto di “gate” elettrochimico che permette un’amplificazione intrinseca del segnale. Inoltre, la struttura è notevolmente semplificata grazie alla presenza di soli due terminali sul dispositivo rispetto ai classici tre degli OECT. La fabbricazione dei dispositivi è stata ottimizzata attraverso lo studio della produzione dei contatti elettrici tessili e della formulazione dell’inchiostro per stampa serigrafica, mentre le prestazioni sensoristiche sono state valutate tramite applicazione di potenziali costanti durante analisi tradizionali nelle quali il dispositivo era immerso nella soluzione investigata ed analisi in flusso ideate in modo da simulare la sudorazione o la produzione di essudato da parte di una ferita.