Носимые сенсоры глюкозы и психоэмоциональной нагрузки из графен/PEDOT : PSS: влияние параметров материалов и структуры слоев
Бузмакова А.А.
1, Иванов А.И.
1, Пулик А.Д.
1,2, Антонова И.В.
1,21Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия

Email: buzmakovaa01@mail.ru, aiivanov@isp.nsc.ru, pulik.a@mail.ru, antonova.957@gmail.com
Поступила в редакцию: 31 марта 2026 г.
В окончательной редакции: 5 мая 2026 г.
Принята к печати: 5 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 27 июня 2026 г.
Проведено сравнение сенсорных свойств структур, изготовленных из разных графеновых материалов и проводящего полимера PEDOT : PSS по одинаковой технологии с использованием 2D печати. Сенсоры тестировались на предмет отклика при определении уровня глюкозы и гормонов (прежде всего, кортизола) в поте при непрерывной записи сигнала сенсора. Были использованы сенсоры с активным слоем, изготовленным только из PEDOT : PSS, частиц графена из природного графита, терморасширенного графита, малослойного графена, синтезированного в плазме и из различных композитов, создаваемых на основе этих компонентов. В результате показано, что оптимальным составом сенсорного слоя для тестирования глюкозы является композит из малослойного графена, синтезированного в плазме, и PEDOT : PSS, соотношение которых может варьироваться в пределах от 0.02 до 0.2 vol.% в суспензии. Изменение площади сенсора еще один параметр, позволяющий менять соотношение в сторону тестирования гормонов (быстрые процессы адсорбции/десорбции, отклик увеличивается при увеличении площади сенсора) или глюкозы (медленные процессы). Также, отклики сенсоров на возбуждение нервной системы наблюдаются и в случае использования композитов PEDOT : PSS и природного графена или слоев с агломератами малослойного графена, синтезированного в плазме. Ключевые слова: графен, PEDOT : PSS, 2D печать, неинвазивные сенсоры, глюкоза и гормоны.
- K. Pang, X. Fang, C. Ye, Y. Wang, L. Zhao, C. Gong, S. Zhou, G. Zhao, Y. Zhu, J. Zhang. Nano Lett. 24, 44, 14102 (2024)
- V.V. Arslanov, M.A. Kalinina, E.V. Ermakova, O.A. Raitman, Yu.G. Gorbunova, O.E. Aksyutin, A.G. Ishkov, V.A. Grachev, A.Yu. Tsivadze. Russ. Chem. Rev. 88, 8, 775 (2019)
- S. Qamar, N. Ramzan, W. Aleem. Synth. Met. 307, 117697 (2024)
- K.R. Paton, E. Varrla, C. Backes, R.J. Smith, U. Khan, A. O'Neill, C. Boland, M. Lotya, O.M. Istrate, P. King, T. Higgins, S. Barwich, P. May, P. Puczkarski, I. Ahmed, M. Moebius, H. Pettersson, E. Long, J. Coelho, S.E. O'Brien, E.K. McGuire, B. Mendoza Sanchez, G.S. Duesberg, N. McEvoy, T.J. Pennycook, C. Downing, A. Crossley, V. Nicolosi, J.N. Coleman. Nat. Mater. 13, 6, 624 (2014)
- H. Lou, D. Zhu, L. Yuan, X. Qiu, X. Lin, D. Yang, Y. Li. J. Phys. Chem. C. 119, 40, 23221 (2015)
- M. Ayan-Varela, J.I. Paredes, S. Villar-Rodil, R. Rozada, A. Marti nez-Alonso, J.M.D. Tascon. Carbon 75, 390 (2014)
- J. Li, Y. Cheng, S. Zhang, Y. Li, J. Sun, C. Qin, J. Wang, L. Dai. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 101, 115 (2017)
- J. Ma, Q. Meng, A. Michelmore, N. Kawashima, Z. Izzuddin, C. Bengtsson, H.-C. Kuan. J. Mater. Chem. A. 1, 4255 (2013)
- K. Bilisik, M. Akter. J. Mater. Sci. 57, 15, 7425 (2022)
- P. He, J. Sun, S. Tian, S. Yang, S. Ding, G. Ding, X. Xie, M. Jiang. Chem. Mater. 27, 1, 218 (2015)
- D. Parviz, S. Das, H.S.T. Ahmed, F. Irin, S. Bhattacharia, M.J. Green. ACS Nano 6, 10, 8857 (2012)
- D. Vijayakumar. Biopolymers in press (2026)
- Z. Song, S. Zhou, Y. Qin, X. Xia, Y. Sun, G. Han, T. Shu, L. Hu, Q. Zhang. Biosensors 13, 6, 630 (2023)
- F. Molina-Lopez, S. Wang, Y. Yun, T.Z. Gao, U. Kraft, C. Zhu, T. Ohlund, R. Pfattner, V.R. Feig, Z. Bao. Nat. Commun. 10, 1, 2676 (2019)
- S. Wang, J. Xu, W. Wang, G.-J.N. Wang, R. Rastak, F. Molina-Lopez, et al. Nature 555, 7694, 83 (2018)
- E. Leogrande, M. Filosa, S. Ballanti, L.D. Cicco, S. Mazzoleni, R. Ackerley, C.M. Oddo, F. Dell'Olio. Sens. Actuator Rep. 9, 100312 (2025)
- I.V. Antonova, A.I. Ivanov, M.B. Shavelkina, D.A. Poteryaev, A.A. Buzmakova, R.A. Soots. Phys. Chem. Chem. Phys. 26, 14, 7844 (2024)
- I.V. Antonova, A.I. Ivanov, A.A. Buzmakova, O.P. Cherkasova, M.B. Shavelkina, N.A. Nebogatikova. J. Mater. Chem. C. 13, 37, 14586 (2025)
- S.T. Keene, C. Lubrano, S. Kazemzadeh, A. Melianas, Y. Tuchman, G. Polino, P. Scognamiglio, L. Cina, A. Salleo, Y. van de Burgt, F. Santoro. Nat. Mater. 19, 9, 969 (2020)
- M. Hjiri, G. Ner. J. Ind. Eng. Chem. 155, 25, 240 (2026)
- М.Б. Шавелкина, Р.Х. Амиров, Д.И. Кавыршин, В.Ф. Чиннов. Теплофизика высоких температур 58, 3, 327 (2020)
- I.V. Antonova, M.B. Shavelkina, A.I. Ivanov, N.A. Nebogatikova, R.A. Soots, V.A. Volodin. Phys. Chem. Chem. Phys. 24, 47, 28232 (2022)
- D.L. Silva, J.L.E. Campos, T.F.D. Fernandes, J.N. Rocha, L.R.P. Machado, E.M. Soares, D.R. Miquita, H. Miranda, C. Rabelo, O.P.V. Neto, A. Jorio, L.G. Can cado. Carbon 161, 181 (2020)
- C.C. Zhang, S. Hartlaub, I. Petrovic, B. Yilmaz. ACS Omega 7, 3, 2565 (2022)
- S.M. Ku, S. Okur. Sens. Actuators B. 143, 1, 177 (2009)
- А.А. Бузмакова, А.И. Иванов, И.В. Антонова. ЖТФ 96, 6, 1201 (2026)
- A. Martis, M. Fontana, C.F. Pirri, M. Serrapede, S. Bianco, A. Chiodoni, S. Bocchini. Colloids Interfaces 6, 4, 75 (2022)
- A. Krittayavathananon, X. Li, S.V. Sokolov, C. Batchelor-McAuley, M. Sawangphruk, R.G. Compton. Appl. Mater. Today 10, 122 (2018)
- X. Pan, Z. Ma, Y. Qin, Y. Yang, X. Feng, X. Ji, G. Liu, W. Jin, Y. Zhu, X. Lu. Ind. Eng. Chem. Res. 63, 14, 6399 (2024)
- N.F. Attia, S.E. Elashery, A.M. Zakria, A.S. Eltaweil, H. Oh. Mater. Sci. Eng. B. 274, 115460 (2021)
- K.F. Mak, J. Shan, T.F. Heinz. Phys. Rev. Lett. 104, 17, 176404 (2010)
- F. Deng, J. Wan, G. Li, H. Dong, X. Xia, Y. Wang, X. Li, C. Zhuang, Y. Zheng, L. Liu, Y. Yan, J. Feng, Y. Zhao, H. Xie, Y. Li. Nat. Methods 21, 4, 692 (2024)
- V. Mishra, A. Krishnapandi, B. Arumugam, S.-C. Kim. Chem. Eng. J. 476, 146591 (2023)
- I. Gualandi, D. Tonelli, F. Mariani, E. Scavetta, M. Marzocchi, B. Fraboni. Sci. Rep. 6, 2 (2016)
- P.C. Bendis, S. Zimmerman, A. Onisiforou, P. Zanos, P. Georgiou. Front. Neurosci. 18, 1348551 (2024)
- V. Vignesh, B. Castro-Dominguez, T.D. James, J.M. Gamble-Turner, S. Lightman, N.M. Reis. ACS Sens. 9, 4, 1666 (2024)
- И.В. Антонова, А.И. Иванов. УФН 194, 5, 520 (2024)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.