Биомедицинские датчики обычно работают лучше всего, когда они размещаются в непосредственной близости от тела.
Хотя в наши дни носимые устройства, такие как пульсометры на запястье, являются обычным явлением, они очень ограничены тем, где их можно разместить на теле, имеют плохое качество сигнала и часто неудобны для ношения в течение длительного времени.
Теперь исследователи из Государственного университета Пенсильвании, Харбинского технологического института в Китае и нескольких других китайских институтов разработали способ печати электронных датчиков, а также сопутствующей электроники непосредственно на коже без использования тепла в процессе. Это позволяет легко носить с собой высококачественную запись ряда жизненно важных функций и сигналов организма.
Для соединения наночастиц серебра в гибкие электронные компоненты обычно требуется высокотемпературное спекание. При 300 градусах по Цельсию это нельзя безопасно выполнять непосредственно на коже. Чтобы преодолеть это, эта исследовательская группа начала поиск спекающего слоя, который снизил бы требуемую температуру для спекания наночастиц серебра. Они разработали спекающий слой, состоящий из обычно используемой пасты из поливинилового спирта и карбоната кальция, который позволяет наночастицам связываться при комнатной температуре.
Хотя этот спекающий слой позволяет процессу протекать при комнатной температуре, он также делает поверхность полученного материала более гладкой и по-прежнему гибкой для нанесения на тело.
Используя эту технику, исследователи уже создали датчики кислорода в крови, ЭКГ, температуры и влажности прямо на коже. Они также соединили эти датчики в сеть, которая может передавать показания в реальном времени на ближайший монитор.
После того, как эти виды электроники напечатаны на коже, они могут оставаться в рабочем состоянии в течение нескольких дней, измеряя различные параметры тела. Когда пришло время их снять, их можно легко снять под горячим душем. На самом деле устройства можно повторно использовать и утилизировать, поскольку они не повреждаются в процессе удаления.
Исследование было опубликовано в журнале Applied Materials & Interfaces.