تطورت الأجهزة الذكية القابلة للارتداء بميزات متقدمة للحصول على تجربة شاملة للصحة واللياقة البدنية، وقدرة على مراقبة معدل ضربات القلب وتتبع عدد الخطوات وحساب السعرات الحرارية، وحاليا يمكنها أيضا إخطار المستخدمين عند الحاجة إلى المشروبات الإلكتروليتية أثناء التمرين بنقرة بسيطة من المعصم. وصمم علماء من معهد خفي للعلوم الفيزيائية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، ساعة يد يمكنها قياس المواد الكيميائية الأساسية في عرق الجسم، وفقا لنتائج البحث التي نشرت في مجلة "أيه سي إس نانو". ويحتوي العرق على إلكتروليتات، أهمها البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم. وفي هذا السياق، قال يانغ منغ، الأستاذ المشارك في المعهد المذكور وأحد مؤلفي الدراسة، إن توازن هذه المعادن الأساسية أمر بالغ الأهمية لدعم وظائف العضلات وصحة الأعصاب وانتظام ضربات القلب. وفي معرض إشارته إلى أن التعرق يؤدي إلى فقدان كل من الماء والإلكتروليتات، قال يانغ: "على سبيل المثال، يمكن أن يؤثر الفقد المفرط للبوتاسيوم على وظائف القلب والنشاط العصبي العضلي. وكذلك قد يؤدي استنفاد أيونات الصوديوم إلى أعراض مثل التعب والدوار والتشنجات العضلية"، موضحا أهمية الحفاظ على مستوى متوازن من الإلكتروليتات. ويمكن لساعة اليد التي صممها فريق يانغ جمع العرق من الجلد وتحليله في الوقت الفعلي باستخدام شريحة استشعار ذات غشاء حساس للأيونات. وعندما يدخل العرق إلى الجهاز، سيتلامس مع الغشاء الذي يحتوي على ثلاثة أنابيب قادرة على قياس مستويات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم على التوالي. وعلى الرغم من أن الباحثين الصينيين ليسوا أول من اخترع أجهزة استشعار للعرق، إلا أنهم ركزوا على الواجهة الصلبة لساعة اليد لضمان الموثوقية على المدى الطويل. وقال هوانغ شينغ جيوي، الباحث الرئيسي من معهد فيزياء الحالة الصلبة التابع للمعهد: "إن الجهاز يتفوق على العديد من أجهزة الاستشعار الأخرى من حيث الاستقرار من خلال المراقبة المستمرة للأيونات الثلاثة في العرق البشري لأكثر من ستة أشهر". وبما أن رياضيي التحمل يستخدمون المشروبات الإلكتروليتية لتعويض فقدان الطاقة وتجديدها، فقد قام الباحثون خلال الدراسة بقياس تركيبة العرق لهذه المواد الكيميائية لدى الرياضيين الذين يركضون مسافات طويلة على أجهزة المشي. ووصلت دقة الجهاز إلى ما يقرب من 95 بالمائة مقارنة بطريقة الكشف العادية. ومن جانبه، قال المؤلف الأول المشارك تساي شين: "عندما يكون هناك اختلالات في نسب الإلكتروليتات، سيذكر الجهاز المستخدمين لتعويضها على الفور"، مضيفا أن "الهدف من تطوير هذا الجهاز هو إصدار تحذيرات بشأن فقدان الإلكتروليتات وتقليل مخاطر الإصابة المرتبطة بالتمرين." وبالنسبة للأشخاص العاديين، يتطلب اختبار الإلكتروليتات التقليدي أخذ عينات من سوائل الجسم في المستشفيات، إلا أن ساعة اليد الجديدة تعتبر بديلا للإبر لقياس نسبة الإلكتروليتات في الجسم. ومن جهته، قال شيوي هان، طبيب في مستشفى بنغبو المركزي، والذي لم يشارك في الدراسة، "بالإضافة إلى إجراء اختبارات غير جراحية، يسمح الجهاز بمراقبة الإلكتروليتات في الوقت الفعلي، الأمر الذي يمثل بلا شك تقدما كبيرا في مراقبة صحة الإنسان". والهدف التالي للفريق البحثي هو تصميم مواد غشائية حساسة مختلفة لمراقبة المزيد من المعلومات الفسيولوجية، مثل أيونات الجلوكوز والكلوريد. ولاحظ الباحثون أنه بالمقارنة مع ساعات اللياقة البدنية الشهيرة في السوق، فإن الجهاز الذي صمموه أكبر وأثقل، مما يجعله أقل راحة في الارتداء. ومع ذلك، فإنهم يتوقعون تطوير أجهزة استشعار للعرق قابلة للارتداء ومناسبة لتطبيقات السوق في السنوات الخمس المقبلة. وذكر يانغ أن الفريق البحثي يهدف أيضا إلى تكييف الجهاز للمراقبة البيئية لقياس المعادن الثقيلة في المستقبل.■