Geleceğin sağlık sensörleri bileğimize taktığımız bir aksesuar olmayacak; onlar ikinci bir deri gibi vücudumuza yapışacak, nefes alacak ve hatta biz fark etmeden sağlığımızı takip edecek. Bu hayali gerçeğe dönüştüren temel yapı taşı ise Hidrojellerdir.
Hidrojeller, büyük miktarda suyu hapseden, çapraz bağlı polimer zincirlerinden oluşan ağ yapılardır. Günlük hayatta onları kontakt lenslerden veya bebek bezlerinden (sıvıyı hapseden kısım) tanıyoruz.
Biyolojik dokularımıza (deri, kas, kıkırdak) en çok benzeyen yapay malzemedir. Çünkü vücudumuz gibi onlar da büyük oranda sudan oluşur ama katı formunu korurlar.
Geleneksel metaller ve plastikler, deri üzerinde uzun süre kaldığında tahrişe neden olur ve hareket ettiğimizde sinyal kalitesi bozulur. Hidrojeller ise bu sorunları kökten çözer:
Biyouyumluluk: Yüksek su içeriği sayesinde vücut tarafından reddedilmezler, alerjik reaksiyon riskleri çok düşüktür.
Esneklik ve Gerilebilirlik: Tıpkı insan derisi gibi, hidrojeller de esneyebilir, bükülebilir ve burulabilir. Hareket halindeyken bile deriyle teması kaybetmezler.
İyonik İletkenlik: Vücudumuzdaki elektrik sinyalleri (sinir iletimi gibi) iyonlar aracılığıyla taşınır. Hidrojeller de iyonik iletkenliğe sahip olacak şekilde tasarlanabilir. Bu, onları vücut sinyallerini okumak için metallerden daha uygun bir "arayüz" yapar.
Hidrojel tabanlı sensörler, hastaneye gitmeden veya kan vermeden sağlık verilerinizi anlık olarak izleyebilir.
Kan aldırmak acılı ve zahmetlidir. Oysa terimiz, vücudumuz hakkında pek çok sırrı barındırır. Hidrojel bantlar, deriden atılan teri emerek içindeki glikoz (şeker), laktat (yorgunluk seviyesi), pH dengesi ve elektrolitleri ölçebilir.
Örnek: Diyabet hastalarının parmaklarını delmek yerine, sadece kollarına yapıştırdıkları şeffaf bir bantla şekerlerini ölçmeleri.
Robotlara dokunma hissi kazandırmak veya protez uzuv kullanan insanların tekrar hissetmesini sağlamak için hidrojeller kullanılır. Basınca duyarlı bu jeller, en hafif dokunuşu bile elektrik sinyaline çevirebilir.
Sıradan bir yara bandı sadece yarayı kapatır. İletken hidrojellerden yapılan akıllı bantlar ise:
Yaranın sıcaklığını ve enfeksiyon durumunu takip eder.
Gerektiğinde doktorun komutuyla yaranın üzerine ilaç veya antibiyotik salgılar.
Nemli ortam sağlayarak iyileşmeyi hızlandırır.
Hidrojellerin en büyüleyici özelliklerinden biri de "Self-Healing" (Kendi kendini onarma) yeteneğidir. Eğer bir hidrojel sensör kesilirse veya yırtılırsa, moleküler bağları sayesinde (hidrojen bağları veya dinamik kovalent bağlar) parçalar tekrar birleşebilir. Bu, giyilebilir cihazların çok daha uzun ömürlü ve dayanıklı olmasını sağlar.
Her güzelin bir kusuru vardır; hidrojellerin en büyük düşmanı kurumadır. Su içeriklerini kaybettiklerinde sertleşir ve özelliklerini yitirirler. Bilim insanları bu sorunu çözmek için hidrojelleri çok ince, esnek ve su geçirmeyen elastomer tabakalarla kaplayarak veya içlerine gliserol gibi nem tutucu maddeler ekleyerek ömürlerini uzatmaya çalışıyorlar.
Silikon vadisinin sert ve soğuk çipleri, yerini yavaş yavaş biyolojinin yumuşak ve ıslak dünyasına, yani hidrojellere bırakıyor. Yakın gelecekte, kolunuza taktığınız cihazı hissetmeyeceksiniz bile; o sizin bir parçanız gibi davranacak.
