Acest tip de senzor se imprimă direct pe piele și este complet fără riscuri

Senzorii purtabili evoluează de la ceasuri și electrozi la dispozitive pliabile care oferă utilizatorilor măsurători biometrice mult mai precise și un plus de confort.

Acum, o echipă internațională de cercetători a dus evoluția cu un pas mai departe, imprimând senzori direct pe pielea umană fără a utiliza căldură.

“Raportăm o tehnică de fabricație simplă, dar universal aplicabilă, cu utilizarea unui nou strat de sinterizare pentru a permite imprimarea directă pentru senzorii de pe corp”, a declarat Ling Zhang, cercetător la Institutul de Tehnologie Harbin din China și în laboratorul lui Cheng.

Cum se printează senzorii?

Huanyu “Larry” Cheng,  profesor în cadrul Departamentului de Științe și Mecanică al Ingineriei de Stat din Pennsylvania, și colegii săi au dezvoltat anterior plăci de circuite flexibile imprimate  pentru utilizarea în senzori purtabili, dar imprimarea direct pe piele a fost împiedicată de procesul de lipire a componentelor metalice din senzor.

Orașele din România cu cele mai mici salarii în noiembrie 2024. Câți bani câștigă angajații, pe lună

Babasha va deveni tată pentru prima oară. Când va naște iubita lui și ce nume va purta copilul

Denumit sinterizare, acest proces necesită de obicei temperaturi de aproximativ 300 grade Celsius pentru a îmbina nanoparticulele de argint ale senzorului.

“Suprafața pielii nu poate rezista la o temperatură atât de ridicată, evident”, a spus Cheng.

“Pentru a depăși această limitare, am propus un strat adjuvant de sinterizare – ceva care nu ar răni pielea și ar putea ajuta materialul să sinterizeze la o temperatură mai scăzută”.

Prin adăugarea unei nanoparticule la amestec, particulele de argint se sinterizează la o temperatură mai scăzută de aproximativ 100 grade C.

“Acest lucru poate fi folosit pentru a imprima senzori pe haine și hârtie, ceea ce este util, dar este totuși mai mare decât poate suporta pielea’, a spus Cheng, care a menționat că până și o temperatură de aproximativ 40 grade C ar putea arde în continuare țesuturile pielii.

“Am schimbat formula stratului de ajutor, am schimbat materialul de imprimare și am constatat că putem sinteriza la temperatura camerei”.

Un strat în plus facilitează întreg procesul

Stratul de ajutor pentru sinterizare la temperatura camerei constă dintr-o pastă de alcool polivinilic – principalul ingredient al măștilor de față – și carbonat de calciu – regăsit în cojile de ou.

Stratul reduce rugozitatea suprafeței de imprimare și permite imprimarea unui strat ultra-subțire de modele metalice care se pot îndoi și plia în timp ce își mențin capacitățile electromecanice.

Senzorii sunt capabili să capteze continuu și cu precizie temperatura, umiditatea, nivelul de oxigen din sânge și semnalele de performanță ale inimii.

Cercetătorii au legat, de asemenea, senzorii de pe corp într-o rețea cu capacități de transmisie fără fir pentru a monitoriza combinația de semnale pe măsură ce progresează.

Procesul este, de asemenea, ecologic, după cum declară Cheng. Senzorul rămâne robust în apă caldă câteva zile, dar un duș fierbinte îl va îndepărta cu ușurință.

“Ar putea fi reciclat, deoarece îndepărtarea nu deteriorează dispozitivul”, a spus Cheng.

“Iar îndepărtarea senzorului nu afectează nici pielea. Acest lucru este deosebit de important pentru persoanele cu piele sensibilă, cum ar fi vârstnicii și bebelușii. Dispozitivul poate fi util fără a fi o povară suplimentară pentru persoana care îl folosește sau pentru mediu”.

Cercetătorii intenționează să modifice tehnologia pentru a viza aplicații specifice, cum ar fi o rețea precisă de senzori corporali plasată pentru a monitoriza simptomele asociate cu Covid-19.