Человеческое тело нуждается во сне так же, как в еде и воде. Тем не менее, многие люди не получают достаточного количества пищи, в результате чего страдают как разум, так и тело. Людям, которые борются со сном, может быть полезно следить за своим сном, но возможности для этого у них ограничены. В новом исследовании ACS Applied Materials & Interfaces одна команда описывает потенциальное решение: умную подушку с автономным питанием, которая отслеживает положение головы.

Исследования связывают хроническое недосыпание с физическими недугами, такими как диабет и болезни сердца , а также с проблемами психического здоровья . У тех, кто хочет лучше понять, что происходит с ними ночью, есть два основных варианта. Они могут пройти тест сна, проведенный в медицинском учреждении, или использовать приложение через смартфон или смарт-часы — гораздо более удобный, но менее точный выбор.

Признавая необходимость, многие группы начали разработку новых систем мониторинга сна с использованием трибоэлектрических наногенераторов (ТЭНГ). Эти автономные системы приняли форму масок для глаз, ремней, пластырей и даже простыней. Дин Ли, Чжун Линь Ван и их коллеги хотели адаптировать этот подход, чтобы создать менее ограничительную и более удобную версию, которая фокусируется на движении головы во время сна.

Чтобы сконструировать эту новую умную подушку, исследователи разработали гибкий пористый полимерный трибоэлектрический слой. Движение между головой и этим слоем изменяет электрическое поле вокруг близлежащих электродов, генерируя ток. Они соединили несколько таких датчиков с автономным питанием, чтобы создать гибкий и дышащий массив TENG (FB-TENG), который можно разместить на обычной подушке.

Эта система могла генерировать напряжение, соответствующее величине приложенного давления, и могла отслеживать движение пальца, вычерчивающего буквы. FB-TENG также может фиксировать распределение давления поддельной человеческой головы при смещении ее положения. Исследователи говорят, что эта умная подушка может использоваться не только для отслеживания сна. Например, система могла бы отслеживать пациентов с заболеваниями, влияющими на движение головы, такими как дегенеративное заболевание шеи, шейный спондилез. Более того, умная подушка может быть адаптирована для системы раннего предупреждения для тех, кто рискует упасть с кровати.