Дата и время публикации: 16.10.2020 20:10

Портативные датчики постепенно эволюционировали от умных часов и электродов к гибким устройствам, которые обеспечивают более точные биометрические измерения и дают больший комфорт пользователям. Недавно международная группа ученых сделала еще один шаг на пути к новой носимой электронике, напечатав сенсоры прямо на коже человека.

Результаты своих работ ученые опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

«В своей работе мы продемонстрировали универсальную технологию производства с использованием инновационного спеченного вспомогательного слоя, который позволил напечатать датчики прямо на теле человека», - утверждает ведущий автор работ Лин Жан, исследователь Харбинского технологического института в Китае.

Чену и его коллегам уже удавалось ранее создать гибкие печатные платы для портативных сенсоров. Однако, нанесение электроники на кожу было невозможно, поскольку процесс формирования металлических элементов сенсора – называемый спекание – требовал температур около 300 градусов Цельсия. Именно при такой температуре наночастицы серебра соединяются друг с другом.

«Очевидно, что такие температуры неприемлемы для кожи человека», - говорит Чен – «Чтобы преодолеть это ограничение, мы решили использовать вспомогательный слой, который не будет повреждать кожу человека, а также позволит проводить процесс при более низких температурах».

Ученым удалось снизить требуемую температуру процесса до 40 градусов Цельсия за счет добавления наночастиц поливинилового спирта и карбоната кальция. Эти частицы при комнатной температуре формируют вспомогательный слой, который снижает шероховатость поверхности и позволяет наносить на нее тонкие металлические узоры. При этом металлические линии сохраняют свою гибкость и электромеханические свойства. Для удаления воды, которая использовалась в качестве растворителя, разработчики использовали обычный фен.

Полученные таким образом сенсоры позволят прецизионно контролировать температуру, влажность, уровень кислорода в крови и сердцебиение в непрерывном режиме. Кроме того, разработчики планируют сделать возможным беспроводную передачу данных такими сенсорами, чтобы объединять их в сеть и отслеживать показатели в режиме реального времени.

Сам процесс экологически безопасный, датчики остаются на коже несколько дней, смыть их можно горячей водой.

«Снятие сенсоров не повреждает их», - говорит Чен, - «И что важно, не повреждает кожу, и поэтому их можно использовать людям с чувствительной кожей».

В планах ученых разработать специальные сенсоры для отслеживания симптомов COVID-19.

В целом медицинские технологии развиваются просто невообразимыми темпами, ученые создают протезы, на 90% схожие с реальной частью тела человека, разрабатывают технологию, позволяющую восстановить зрение, и систему удаленной диагностики состояния здоровья человека с помощью смартфона или ПК. Все эти удивительные разработки доказывают тот факт, что технологии будущего становятся реальностью.