211service.com
Samoprzylepne elektroniczne tatuaże
Naukowcy stworzyli rozciągliwą, ultracienką elektronikę, która przylega do skóry jak tymczasowy tatuaż i może mierzyć aktywność elektryczną ciała. Te elektroniczne tatuaże mogą pozwolić lekarzom nieinwazyjnie diagnozować i monitorować takie stany, jak arytmia serca lub zaburzenia snu.
Uszczypnij mnie: Ta mikroelektronika jest w stanie marszczyć się, zginać i skręcać wraz ze skórą, nawet gdy jest uszczypnięta, bez pękania lub obluzowania.
John A. Rogers, profesor materiałoznawstwa na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign, opracował prototyp, który może odtworzyć możliwości monitorowania dużych elektrokardiogramów i innych urządzeń medycznych, które zwykle są ograniczone do środowiska klinicznego lub laboratoryjnego. Ta praca została zaprezentowana dzisiaj w Nauka .
Aby uzyskać elastyczną, rozciągliwą elektronikę, Rogers zastosował zasadę, którą wcześniej zastosował do uzyskania elastyczności w podłożach. Stworzył komponenty — wszystkie złożone z tradycyjnych, wysokowydajnych materiałów, takich jak krzem — nie tylko niewiarygodnie cienkie, ale także ukształtowane w wężowaty kształt, który pozwala im odkształcać się bez pękania. W rezultacie, mówi Rogers, cały system przyjmuje taki układ pajęczyny.
W przeszłości, mówi Rogers, był w stanie tworzyć urządzenia, które były albo elastyczne, ale nierozciągliwe, albo rozciągliwe, ale nieelastyczne. W szczególności jego poprzednie prace były ograniczone przez fakt, że części elektroniczne jego projektów nie mogły zginać się i rozciągać tak bardzo, jak podłoże, na którym zostały zamontowane.
Elektroniczny tatuaż osiąga mechaniczne właściwości skóry, która może wytrzymać skręcanie, szturchanie i ciągnięcie bez pękania. Tatuaż Rogersa może również dopasowywać się do topografii skóry, a także rozciągać się i przesuwać wraz z nią. Można go nosić przez dłuższy czas bez powodowania podrażnień, które często wynikają z taśm samoprzylepnych i sztywnej elektroniki. Chociaż wstępne testy Rogersa obejmowały podłoże wykonane na zamówienie, wykazał on również, że elektronikę można zamontować na dostępnym w handlu tymczasowym tatuażu.
Prototyp wyposażono w elektrody do pomiaru sygnałów elektrycznych wytwarzanych przez aktywność mięśni i mózgu. Może to być przydatne do nieinwazyjnej diagnozy bezdechu sennego lub monitorowania czynności serca wcześniaków. Możliwe jest również, mówi Rogers, użycie tatuaży do stymulacji mięśni pacjentów rehabilitacji fizycznej, chociaż tego zastosowania nie wykazano w artykule.
Aby zademonstrować potencjał urządzenia jako interfejsu człowiek-komputer, Rogers zamontował jeden z tatuaży na gardle i wykorzystał pomiary aktywności elektrycznej mięśni gardła do sterowania grą komputerową. Sygnał z urządzenia zawierał wystarczającą ilość informacji, aby oprogramowanie rozróżniało wypowiadane słowa w lewo, w prawo, w górę i w dół, aby sterować kursorem na ekranie.
Urządzenie zawierało czujniki temperatury, naprężenia i sygnałów elektrycznych z ciała. Zawiera również diody LED, które zapewniają wizualną informację zwrotną; fotodetektory do pomiaru ekspozycji na światło; oraz maleńkie nadajniki i odbiorniki radiowe. Urządzenie jest na tyle małe, że wymaga jedynie znikomych ilości energii, którą może zebrać za pomocą maleńkich ogniw słonecznych i cewki bezprzewodowej odbierającej energię z pobliskiego nadajnika. Rogers ma nadzieję, że w niedalekiej przyszłości zbuduje coś w rodzaju zdolności do magazynowania energii, jak maleńka bateria. Naukowcy pracują również nad uczynieniem urządzenia bezprzewodowego .
Ostatecznie, mówi Rogers, chcemy mieć o wiele bardziej intymną integrację z ciałem, poza prostym montażem czegoś bardzo blisko skóry. Ma nadzieję, że jego urządzenia w końcu będą w stanie wykorzystywać informacje chemiczne ze skóry oprócz informacji elektrycznych.