Час кіборгів. Інженери з Китаю і США надрукували сенсори на шкірі людини

15 жовтня 2020, 18:00

Міжнародна група дослідників розробила новий метод виробництва точних і високопродуктивних біометричних датчиків — друк на шкірі без нагріву.

Такі датчики зможуть забезпечити набагато більш точні біометричні вимірювання та зручність для користувачів, впевнені інженери з Китаю і США.

«У цій статті ми повідомляємо про просту, але універсальну технологію виготовлення з використанням нового шару допоміжного спікання, що дозволяє здійснювати прямий друк для датчиків на тілі», — сказав перший автор Лін Чжан, дослідник з Харбінського технологічного інституту в Китаї і в лабораторії Ларрі Ченга, професора з Департаменту інженерних наук і механіки штату Пенсільванія.

Відео дня

Ченг і його колеги раніше розробили гнучкі друковані плати для використання датчиках, що носяться, але друк безпосередньо на шкірі утруднений через процес з'єднання металевих компонентів датчика. Цей процес, званий спіканням, зазвичай вимагає температури близько 300 градусів за Цельсієм, щоб зв’язати наночастинки срібла датчика разом.

«Очевидно, що поверхня шкіри не витримує такої високої температури. Щоб обійти це обмеження, ми запропонували шар, що сприяє спіканню — те, що не зашкодить шкірі і може сприяти спіканню матеріалу при більш низькій температурі», — сказав Ларрі Ченг.

При додаванні наночастинок в суміш частки срібла спікається при більш низькій температурі, приблизно 100 C.

«Це можна використовувати для друку датчиків на одязі і папері, що корисно, але це все ще більше, ніж ми можемо витримати при друку на шкірі людини. Навіть 40 C все ще може викликати опік шкірної тканини. Ми змінили формулу допоміжного шару, змінили друкарський матеріал і виявили, що ми можемо спікати при кімнатній температурі», — розповіли дослідники.

Шар для спікання при кімнатній температурі складається з пасти з полівінілового спирту — основного інгредієнта масок для обличчя — і карбонату кальцію, який містить яєчну шкаралупу. Цей шар зменшує шорсткість друкованої поверхні і дозволяє створювати ультратонкий шар металевих малюнків, які можуть згинатися і складатися, зберігаючи при цьому електромеханічні можливості. Коли датчик надрукований, дослідники використовують холодне повітря для видалення води, яка використовується в якості розчинника в чорнилі.

«Результат вражає. Нам не потрібно покладатися на тепло для спікання», — сказав Ченг.

За словами Ченга, датчики здатні точно і безперервно реєструвати температуру, вологість, рівень кисню в крові і сигнали серцевої діяльності. Дослідники також зв’язали датчики на тілі в мережу з можливістю бездротової передачі, щоб відстежувати комбінацію сигналів у міру їх проходження.

За словами Ченга, цей процес також є екологічно чистим. Датчик залишається міцним під холодною водою протягом декількох днів, але гарячий душ легко його видалить.

Раніше НВ писав, що Чжіонг Фан з Гонконзького університету науки і технології і його колеги розробили сферичний зоровий датчик, який імітує структуру людського ока.

Такий пристрій має поле зору, аналогічне реальному людському оку, а швидкість реакції у нього краще, ніж у очі людини.

Як і справжнє, штучне око містить лінзу для фокусування світла і напівсферичну сітківку, область в задній частині ока, де світлочутливі клітини генерують електричні імпульси для відправки в мозок.

Штучне око має діаметр 2 сантиметри, а його порожнистий центр заповнений рідиною. Око дорослої людини такого ж розміру і наповнене так званим склоподібним тілом.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X