Zweetverzamelende pleister kijkt truc af van cactusstekels

De cactus is op menige vensterbank terug te vinden. De vetplant met stekels houdt het zelfs in een studentenhuis nog uit, want hij water heeft amper nodig. Cactussen groeien vaak in een droge omgeving waarbij zij de waterdruppels die zich op de punt van hun stekels vormen, verplaatsen naar hun basis om te overleven. Tijdens dit proces bewegen de fijne waterdruppels door het drukverschil dat inwerkt op de binnen- en buitenkant van het gekromde oppervlak van de waterdruppel. Onderzoekers hebben nu dankbaar gebruik van dit fenomeen: zo hebben zij een op de huid te bevestigen pleister ontwikkeld die zweet verzamelt op dezelfde manier als cactusstekels.

Zweet is een bron vol informatie. Zo kunnen we met zweet veel te weten komen over het functioneren van het lichaam, zonder dat het nodig is om bloed te verzamelen. En dit kan een grote uitkomst bieden voor bijvoorbeeld diabetespatiënten die herhaaldelijk bloed moeten afnemen. Bovendien kan de sensor gebruikt worden in gebruikt in draagbare apparaten voor dagelijkse bewaking van de gezondheidszorg. Het praktische gebruik van zweetsensoren werd echter tot dusver belemmerd door onregelmatige en lage zweetafscheidingssnelheden. Tot nu.

Wigvormige patronen

De pleister die nieuw is ontwikkeld door een onderzoeksteam uit Pohang (Zuid-Korea) bootst de structuur van cactusstekels na door wigvormige bevochtigingspatronen te gebruiken met superhydrofobe/superhydrofiele oppervlaktes, ofwel oppervlaktes die water afstoten of juist aantrekken. Hierdoor beweegt een zweetdruppel op het wigvormige oppervlak naar het brede uiteinde van het wigpatroon omdat het drukverschil tussen de voor- en achterkant van de druppel wordt gemaximaliseerd. Deze methode maakt het mogelijk om spontaan zweet te verzamelen, zonder dat extra kracht nodig is.

Schematische illustratie zweetverzamelende pleister en het druppeltransport door het kanaal met wigvormig patroon (Credit: POSTECH)

Professor in microsysteemtechniek Peter Steeneken (TU Delft): ‘Het is een origineel artikel met leuke ideeën en een relevante toepassing. De technologie van hydrofobe oppervlaktes wordt ook gebruikt om waterdruppels snel van autoruiten te laten glijden, zodat je goed zicht houdt. Hoe goed het in de praktijk precies werkt, of het makkelijk is zo’n soort pleister betrouwbaar in grote aantallen te produceren en gebruiken, en wat de kosten dan zijn, lijken mij goede vragen voor eventuele vervolgstudies.’

Expert op het gebied van biomedische technologie David Fernandez Rivas (Universiteit Twente): ‘Het is een interessante studie, maar er staan inderdaad nog wat vraagstukken open. Zo ben ik zelf benieuwd hoe lang de pleister bijvoorbeeld op de huid zal blijven zitten of hoe het kan worden geleegd of gereset. Is het herbruikbaar? Uit deze studie blijkt opnieuw dat wij als onderzoekers baat hebben bij het kopiëren van de manier waarop planten vloeistoffen transporteren, na millennia van natuurlijke selectie en aanpassing. Ik denk dat de natuur een bijna oneindige inspiratiebron is voor wetenschappers.’

Bron: Advanced Materials