Инженеры печатают биометрические датчики прямо на коже | Журнал "Вольт"
Пт. Окт 30th, 2020


Носимые датчики постепенно превращаются из часов и электродов в гибкие устройства, обеспечивающие гораздо более точные биометрические измерения и удобство использования. Международная группа исследователей разработала новую технологию печати датчиков прямо на коже человека без использования тепла.

«В этой работе мы показываем простую и универсальную технологию изготовления датчиков с использованием нового слоя, позволяющего напрямую печатать устройства на теле», рассказали авторы исследования.

Фото pubs.acs.org

Команда ранее демонстрировала гибкие печатные платы для использования в носимых датчиках, но печать непосредственно на коже была затруднена из-за процесса соединения металлических компонентов в датчике. Этот процесс, называемый спеканием, обычно требует температуры около 300 ° С. ° Cчтобы связать наночастицы серебра сенсора друг с другом.

«Очевидно, что поверхность кожи не выдерживает такой высокой температуры, объясняют исследователи. Чтобы обойти это ограничение, мы разработали вспомогательный спекающий слой. то, что не повредит кожу и может способствовать спеканию материала при более низкой температуре. “

При добавлении к смеси наночастиц серебро спекается при более низкой температуре, около 100 ° C

«Это можно использовать для печати датчиков на одежде и бумаге, что может быть полезно, но температура все еще слишком высока для печати на коже», – говорят исследователи.

Температура около 40 и выше ° C может обжечь кожные ткани. Ученые изменили формулу вспомогательного слоя и печатного материала и обнаружили, что датчики могут спекаться при комнатной температуре.

Спекаемый слой при комнатной температуре состоит из пасты из поливинилового спирта. основной ингредиент отшелушивающих масок для лица и карбонат кальция, который содержится в яичной скорлупе. Этот слой уменьшает шероховатость печатной поверхности и позволяет создавать ультратонкий слой металлических рисунков, которые могут сгибаться, сохраняя при этом электромеханические функции.

Когда датчик напечатан, исследователи используют фен, настроенный на охлаждение, чтобы удалить воду, которая используется в качестве растворителя в чернилах.

По словам ученых, датчики способны точно и непрерывно регистрировать температуру, влажность, уровень кислорода в крови и сигналы от сердца. Исследователи также подключили датчики на теле к беспроводной сети, чтобы отслеживать комбинацию сигналов во время их движения.

Ученые также отмечают, что этот процесс экологически чистый. Датчик остается прочным в течение нескольких дней и при воздействии холодной воды, но горячий душ легко его уберет. При этом его удаление не повреждает кожу.

Затем исследователи планируют настроить технологию для конкретных случаев. Например, создание точной сети датчиков на теле для отслеживания определенных симптомов, связанных с COVID-19.

Результаты исследований опубликованы в журнал Прикладные материалы и интерфейсы ACS.

Источник



Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *