Датчики, напечатанные прямо на коже, в последние годы постепенно приближаются к коммерческой реальности. Мечта о высокочувствительных датчиках может иметь широкий спектр применений, от робототехники до медицины, но эта область была ограничена ее методом печатания схем. В настоящее время печатные схемы непосредственно на коже требуют большого количества тепла, чего кожа обычно не любит.
Теперь исследователи считают, что, возможно, они решили эту проблему. Согласно исследованию, опубликованному в ACS Applied Materials and Interfaces, команда из Университета штата Пенсильвания разработала метод нанесения высокоэффективных схем непосредственно на кожу без нагрева.
Хотя гибкие датчики уже существуют и найдут применение в будущем физиологическом мониторинге, применение этой технологии на коже остается проблемой для ученых. Если этот процесс будет жизнеспособным, он может проложить путь для технологии, которая поможет пациентам с различными заболеваниями.
Традиционные методы соединения компонентов внутри датчика, называемые спеканием, требуют температуры около 572 ° F (300 ° C), что делает процесс несовместимым с нанесением на кожу.
«Очевидно, что поверхность кожи не выдерживает такой высокой температуры», - говорится в заявлении Хуанью «Ларри» Ченга, профессора по развитию Дороти Квиггл в Государственном департаменте Пенсильвании . «Чтобы обойти это ограничение, мы предложили метод, способствующий спеканию - то, что не повредит кожу и может способствовать спеканию материала при более низкой температуре».
Новый слой состоит из карбоната кальция и спиртовой пасты, обычно встречающейся в отрывных масках для лица. Благодаря нанесению слоя перед спеканием поверхность становится более гладкой, и материалы могут склеиваться без чрезмерного нагрева. Более того, используемые материалы пригодны для вторичной переработки и могут быть удалены просто горячей водой.
«Его можно переработать, поскольку удаление устройства не повредит», - сказал Ченг. «И, что немаловажно, удаление также не повреждает кожу. Это особенно важно для людей с чувствительной кожей, таких как пожилые люди и младенцы. Устройство может быть полезным, не создавая дополнительной нагрузки для человека, использующего его, или для окружающей среды».
Исследователи говорят, что датчики могут отслеживать «температуру, влажность, уровень кислорода в крови и сигналы сердечной деятельности» и передавать их по беспроводной сети.
Но это может быть только верхушкой айсберга. Некоторые новые устройства для наблюдения за диабетом и неврологическими расстройствами уже находятся в разработке или поступают в продажу. Желая как можно скорее воспользоваться своим открытием, Ченг теперь планирует адаптировать технологию для отслеживания симптомов Covid-19 у пациентов.
