Adından da anlaşılacağı gibi, giyilebilir teknoloji, sağlığın izlenmesine yardımcı olmak ve / veya bakım için klinik olarak ilgili veriler sağlamak için giyilebilir nesnelere veya doğrudan vücutla entegre edilmiştir.
Bu teknoloji, büyük potansiyele artan bilimsel ilginin etkisiyle önümüzdeki yıllarda gelişmeye devam edecek.
Şimdi, uluslararası bir araştırma ekibi, sensörleri ısı olmadan doğrudan insan derisine yazdırarak evrimi bir adım daha ileri götürdü.
Çin’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü ve Cheng’in laboratuvarında araştırmacı olan ilk yazar Ling Zhang, “Bu makalede, vücut üzerindeki sensörler için doğrudan baskıyı mümkün kılmak için yeni bir sinterleme yardım katmanı kullanılarak basit ama evrensel olarak uygulanabilir bir üretim tekniğini bildiriyoruz.”
Geçmiş girişimlerde bilim adamları, kullanım için esnek baskılı devre kartları geliştirmişlerdi. giyilebilir sensörler. Ancak, sensörün metalik bileşenleri için yapıştırma işlemi nedeniyle doğrudan cilde yazdırmak oldukça zordu. Bu işlem, sensörün gümüş nanopartiküllerini birbirine bağlamak için tipik olarak yaklaşık 572 derece Fahrenheit (300 santigrat derece) gerektiren sinterleme olarak bilinir.
Problem şu cilt yüzey bu kadar yüksek bir sıcaklığa dayanamaz. Bunu ele almak için bilim adamları, cilde zarar vermeyecek ve malzemenin daha düşük bir sıcaklıkta kaynaşmasına yardımcı olabilecek bir sinterleme yardım katmanı önerdiler.
Karışıma bir nanopartikül ekleyerek, gümüş partiküller yaklaşık 212 F (100 C) daha düşük bir sıcaklıkta sinterlenir.
Cheng dedi, “Bu, giysilere ve kağıda sensörleri yazdırmak için kullanılabilir, bu yararlı, ancak yine de cilt sıcaklığında dayanabileceğimizden daha yüksek. Yardımcı tabakanın formülünü değiştirdik, baskı malzemesini değiştirdik ve oda sıcaklığında sinterleyebileceğimizi gördük. “
Bu sinterlemeye yardımcı katman, soyulabilir yüz maskelerindeki ana bileşen olan polivinil alkol macunu ve yumurta kabuklarını içeren kalsiyum karbonattan oluşur. Katman, baskı yüzeyi pürüzlülüğünü azaltır ve elektromekanik yetenekleri korurken bükülebilen ve katlanabilen ultra ince bir metal desen katmanına izin verir.
Sensör yazdırıldığında, araştırmacılar, mürekkepte çözücü olarak kullanılan suyu gidermek için soğutulmuş bir saç kurutma makinesi gibi bir hava üfleyici kullanıyor.
Cheng dedim, “Sonuç çok derin. Sinterlemek için ısıya güvenmemize gerek yok. “
“Sensörler, sıcaklık, nem, kan oksijen seviyeleri ve kalp performansı sinyallerini hassas ve sürekli olarak yakalayabiliyor.”
Bilim adamları ayrıca vücut üzerindeki sensörleri kablosuz iletim özelliklerine sahip bir ağa bağladılar. Bu, kullanıcıların ilerledikçe sinyal kombinasyonunu izlemelerine olanak tanır.
Sensör sağlamdır ve birkaç gün ılık suda kalır, ancak sıcak bir duş onu kolayca çıkarır. Ayrıca, çıkarılması hem cihaza hem de cilde zarar vermediği için geri dönüştürülebilir.
Bilim adamları, teknolojiyi, ilgili belirli semptomları izlemek için yerleştirilmiş ayrı bir vücut üstü sensör ağı gibi, ihtiyaç duyulduğunda belirli uygulamaları hedefleyecek şekilde değiştirmeyi planlıyorlar. COVID-19.
Diğer katkıda bulunanlar arasında, tümü Harbin Teknoloji Enstitüsü’ne bağlı olan Hongjun Ji, Senpai Xie, Yaoyin Li, Ziheng Ye, Tiesong Lin, Xiangli Liu, Xuesong Leng, Mingyu Li, Pengdong Feng, Jiaheng Zhang ve Xing Ma; Pekin Teknoloji Enstitüsü’nden Houbing Huang ve Xiaoming Shi; ve Penn Eyaleti Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü ile Ning Yi.
Dergi Referansı:
- Ling Zhang vd. Sağlığın İzlenmesi için Oda Sıcaklığında Doğrudan Cilt Yüzeyinde Sinterlenmiş Giyilebilir Devreler. DOI: 10.1021 / acsami.0c11479
