Kategorie Odkrycia

Nowo opracowana technologia umożliwia drukowanie obwodów bezpośrednio na skórze

Czujniki drukowane bezpośrednio na skórze w ostatnich latach dążyły do komercyjnej rzeczywistości. Ich potencjalne zastosowania mogłyby mieć szeroki wachlarz – od robotyki po medycynę.


Wykorzystanie obwodów

Dziedzinę jednak ograniczała metoda tworzenia obwodów – ich drukowanie wymagało niezwykle wysokich temperatur, których ludzka skóra nie jest w stanie znieść. Wygląda jednak na to, że naukowcom udało się rozwiązać ten problem.

Według badań opublikowanych w ACS Applied Materials and Interfaces zespół z Penn State University opracował metodę wytwarzania bardzo wydajnych obwodów bezpośrednio na skórze, w których nie jest konieczna wysoka temperatura.

Nowo opracowana technologia umożliwia drukowanie obwodów bezpośrednio na skórze

Problematyczna technologia

Elastyczne czujniki już istnieją i znalazły zastosowanie w przyszłym monitorowaniu fizjologicznym. Jednak wykorzystanie tej technologii bezpośrednio na skórze pozostawało sporym problemem. Jeśli proces powiedzie się na dużą skalę, może pomóc pacjentom z różnymi schorzeniami.

Tradycyjne metody łączenia elementów w czujniku, zwane spiekaniem, wymagają temperatur około 300 °C, co powoduje, że proces wyklucza aplikowanie ich na skórę. Powierzchnia naszego ciała nie jest w stanie wytrzymać takiego ciepła.


Aby obejść to ograniczenie, zaproponowaliśmy warstwę wspomagającą spiekanie – coś, co nie uszkodzi skóry i pomoże materiałowi spiekać się razem w niższej temperaturze. – relacjonuje Huanyu „Larry” Cheng, z Penn State University

Wielki postęp

Nowa warstwa jest wykonana z węglanu wapnia i pasty alkoholowej powszechnie występującej w maseczkach peel-off aplikowanych na twarz. Dzięki nałożeniu warstwy przed spiekaniem powierzchnia staje się gładsza, a materiały mogą łączyć się bez ekstremalnego ciepła.

Co więcej, użyte materiały nadają się do recyklingu i można je usunąć za pomocą samej gorącej wody. Naukowcy twierdzą, że czujniki mogą monitorować „temperaturę, wilgotność, poziom tlenu we krwi i sygnały pracy serca” i przesyłać je bezprzewodowo do sieci.

Nowo opracowana technologia umożliwia drukowanie obwodów bezpośrednio na skórze

Zastosowanie

To zaledwie pierwszy krok wykorzystania technologii. Niektóre nowe urządzenia są już opracowywane lub znajdują się na rynku w celu monitorowania cukrzycy i zaburzeń neurologicznych. Cheng planuje teraz wykorzystać technologię do monitorowania objawów Covid-19 u pacjentów.

Można go poddać recyklingowi, a usuwanie nie uszkadza skóry. Jest to szczególnie ważne dla osób o wrażliwej skórze, takich jak osoby starsze i niemowlęta. Urządzenie może być przydatne bez dodatkowego obciążenia dla osoby go używającej lub dla środowiska.