Ученые создали гаджет, который можно нарисовать прямо на коже: как он работает
Прототип нового полимерного электрода WE-PPD можно окрашивать (фото: Wanqing Zhang)
Ученые разработали электропроводящую краску, которая позволяет наносить биометрические датчики непосредственно на кожу. Новая технология может стать альтернативой обычным фитнес-трекерам и медицинским сенсорам.
Об этом пишет РБК-Украина со ссылкой на научное исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Инновационная жидкая формула
Чтобы создать супергибкую и липкую смесь, не вызывающую раздражения, исследователи соединили несколько сложных химических компонентов.
Проводимость тока обеспечивает полимерная смесь PEDOT:PSS, а специальная кислота DBSA выполняет роль пластификатора, позволяя высохшему рисунку растягиваться вместе с движениями человека.
Основу раствора составляют вода, этанол и поливиниловый спирт, благодаря чему изобретение получило аббревиатуру WE-PPD.
Технические параметры и возможности новой жидкой смеси:
Эластичность материала позволяет выдерживать растяжение до 170 процентов без разрывов и потери контакта с аппаратурой;
В ходе беговых тестов на тренажере датчики сохранили точность снятия кардиограммы на уровне 95.1 процента даже после появления пота;
По сравнению с классической медицинской пленкой Tegaderm, изобретенный раствор пропускает в 5 раз больше влаги при температуре 22 градуса Цельсия;
В жарких условиях при температуре 37 градусов Цельсия показатель воздухопроницаемости краски превысил стандартные медицинские аналоги в 10 раз.
Для передачи сигналов на мониторы жидкую систему соединяют с тонкой эластичной серебряной тканью.
Испытания на добровольцах показали, что непрерывное ношение нанесенной электроники в течение 24 часов не вызывает никаких токсических реакций на коже.
Медицинские татуировки для детей и киборго-интерфейсы
Кроме создания спортивных трекеров и систем управления для киборго-интерфейсов, ученые видят грандиозные перспективы использования жидких датчиков в педиатрии.
Длительный мониторинг работы сердца или мозга часто вызывает сильный стресс у маленьких пациентов из-за медицинского оборудования. Новый полимер позволяет наносить биосенсоры в виде ярких картинок – это помогает снизить тревожность у детей и улучшает социальное восприятие во время пребывания в больнице.
Несмотря на успешные первые испытания, технология нуждается в дополнительных проверках перед массовым внедрением.
Главным вызовом для разработчиков остается сертификация смеси для использования в магнитно-резонансной томографии.
Ученым необходимо подробно исследовать, как будет вести краска под влиянием радиочастотного нагрева и электромагнитных импульсов МРТ-сканера, чтобы избежать случайных ожогов на коже пациентов.
