Mondkapjes werden tijdens de coronapandemie vooral preventief gebruikt. Wat als ze een besmetting van de drager zouden kunnen detecteren? Amerikaanse onderzoekers ontwikkelen een masker dat de adem analyseert op verschillende aandoeningen.
 

Eureka is de rubriek voor 'productontwerpen voor morgen' uit het maandblad De Ingenieur.


Het idee van de onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) is dat het mondkapje een hulpmiddel kan zijn om de algehele gezondheids­toestand van de drager te monitoren. Ze ontwikkelden het exhaled breath condensate (EBCare)-mondkapje dat hiervoor is voorzien van verschillende sensoren. Hiermee kunnen onder meer aandoeningen aan de luchtwegen worden gedetecteerd, zoals COPD, astma en post-corona-infecties.


Smartphone-app

Het masker werkt als volgt. Tijdens het uitademen stroomt de lucht in het masker langs een raster van microscopisch kleine pinnetjes. Daarachter ligt een hydrogel om de luchtstroom te koelen zodat de waterdruppeltjes in de adem condenseren en neerslaan.

Via capillaire werking worden ze door een reeks microvloeistofkanaaltjes heen­getrokken, waarna ze uitkomen in een reservoir. Daarin zitten sensoren die de vloeistof analyseren op specifieke stoffen.

De sensordata worden draadloos naar een smartphone-app verstuurd die in realtime de resultaten weergeeft.


Alcoholdetector

Volgens de eerste praktijktesten werkt het masker vrij accuraat. De sensoren bepalen bijvoorbeeld heel nauwkeurig de nitrietwaarden, een indicator voor ontstekingen in de luchtwegen. Evengoed worden ammonium­waarden nauwkeurig vastgesteld, die kunnen wijzen op een hoge hoeveelheid ureum in het bloed als gevolg van nier­problemen.

Een andere toe­passing van het EBCare-masker is als alcoholdetector. De betreffende sensor weet eveneens de alcoholwaarde in het bloed nauwkeurig te bepalen op basis van de hoeveelheid alcohol in de adem.

Over productieplannen van het EBCare-masker is nog niets bekend. Wel geven de onderzoekers aan dat de materiaalkosten bij massaproductie ongeveer een dollar per stuk bedragen.


Tekst: Paul Schilperoord
Foto: Caltech / Wei Gao en Wenzheng Heng