Двумерные пленки, устойчивые к влаге и способные улавливать электрические сигналы, можно создавать из органических полимеров на основе колец из азота и углерода. Это доказали ученые из Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля. Из таких материалов будут изготавливать нательные электроды для снятия ЭКГ, которым не мешает человеческий пот.

Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале FlatChem.

Гибкие нательные электроды считывают электрические импульсы, возникающие при работе сердца, позволяя отслеживать состояние сердечно-сосудистой системы. Электроды преобразуют эти сигналы в ток для кардиографа. Для подробной диагностики зачастую нужно носить такое оборудование на теле в течение нескольких суток. Например, когда состояние сердца спортсмена отслеживают во время длительных нагрузок.

Ученые выяснили, что в таких ситуациях чувствительность электрода уменьшается, потому что человек потеет, а вода мешает считыванию сигналов, окисляя материал. А использующиеся сейчас приборы с серебряным покрытием не подходят для длительного мониторинга: серебро чувствительно к статическому электричеству, которое «накапливается» на поверхности кожи, когда мы прикасаемся к каким-то предметам. Поэтому вместо серебра лучше использовать гели. Они также защищают от попадания влаги в пространство между кожей и электродом и изолируют его от статического электричества. Однако гели быстро высыхают, поэтому нужно находить другие возможности для снятия ЭКГ.

Сотрудники Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля предложили в качестве нового материала для гибких электродов полимеры из класса триазиновых каркасов — органических соединений, имеющих вид колец из атомов углерода и азота. Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы оценить возможность их получения, стабильность и свойства, а также рассчитать, где можно применять такие соединения.