Pacjenci w szpitalach, osoby starsze i osoby z problemami z sercem mogą wkrótce nosić tymczasowe tatuaże zamiast monitorów tętna lub pulsoksymetrów. Profesor Nanshu Lu i zespół z University of Texas w Austin's Cockrell School of Engineering opracowali sposób szybkiego drukowania tanich biosensorów do noszenia.
powiązana zawartość
- Te buty mogą uratować życie strażaka
Kiedy naukowcy zastanawiali się nad stworzeniem urządzeń do noszenia tatuaży, wiedzieli, że na rynku jest mnóstwo inteligentnych, małych czujników. Lu mówi, że problemem nie była technologia, ale proces produkcji, który był długi, żmudny i drogi. To prawie uniemożliwiło opracowanie jednorazowych czujników do tymczasowego monitorowania wyników zdrowotnych.
„Ostatecznie, jeśli myślisz o elektronice podobnej do tatuażu, nikt nie chce ich używać - nawet na sobie - więc natura jednorazowego użytku jest kluczowa” - mówi Lu.
Wcześniej podobne czujniki były wytwarzane przez zaprojektowanie elementu mechanicznego, obwodu metalowego, a następnie zintegrowanie go za pomocą elastycznego kleju. Proces był kosztowny i czasochłonny.
Naukowcy przyjrzeli się alternatywnym sposobom elastyczności i lepkości kruchej elektroniki. Korzystając z zasad drukowania 3D, wymyślili sposób użycia noża mechanicznego do wycinania wzorów na arkuszu metalu zamiast formowania elektroniki w formie.
„Zaczęliśmy szukać blach osadzonych na arkuszach polimerowych, w zasadzie jak folia aluminiowa laminowana na taśmie dwustronnej”, mówi Lu. Zaskakująco łatwo znaleźli tani, elastyczny metal w przejściu do sklepu ze sprzętem budowlanym. Rzeczy takie jak polimery pokryte złotem są stosowane jako odbicie ciepła w budownictwie.
„Wynaleźliśmy proces, który może formować wzory wycinania na tych arkuszach, a następnie usuwać niepotrzebne części” - mówi. „Pozostała część jest drukowana na taśmie medycznej lub kleju do tatuażu.”
Drukowanie zajmuje około 20 minut iw przeciwieństwie do poprzednich metod budowy elastycznej elektroniki, ta generuje minimalną ilość odpadów i nie wymaga specjalnego laboratorium. Lu mówi, że chce obniżyć koszty do około 1 USD za łatkę.
Celem zespołu jest zintegrowanie wielu czujników i anteny z łatką wielkości karty kredytowej, która może monitorować parametry życiowe przez około tydzień i bezprzewodowo przekazywać je komputerom lekarzy i pacjentów, tabletom i smartfonom. W zależności od umiejscowienia plastra na ciele może on działać jak elektrokardiogram (EKG), który mierzy aktywność serca, lub elektroencefalogram (EEG), który analizuje funkcję mózgu. Plastry mogą mierzyć nawilżenie skóry, szybkość oddychania i aktywność oka, a ostatecznie śledzić ciśnienie krwi i nasycenie tlenem u różnych pacjentów, od kobiet w ciąży po sportowców.
Jednym z największych wyzwań związanych z masową produkcją tego urządzenia do noszenia jest bezprzewodowe połączenie przez Bluetooth lub układ komunikacji bliskiego zasięgu (NFC). Producenci wiórów nie zobowiązali się do tego, aby wióry były wystarczająco małe, więc Lu i jej zespół pracują nad opracowaniem takiego, który ma dwa milimetry kwadratowe. To powiedziawszy, jeśli ludzie czują się komfortowo z urządzeniem bezprzewodowym wielkości monety stanowiącym część łatki, urządzenie może być wkrótce gotowe.
„Najfajniejsze jest to, że jest to naprawdę technologia platformowa”, mówi Lu. „Możesz dalej przesuwać granice skór, czujników lub anteny. Możesz dodać do tej platformy ”.
