211service.com
Stick-On elektroniska tatueringar
Forskare har gjort töjbar, ultratunn elektronik som klamrar sig fast mot huden som en tillfällig tatuering och kan mäta elektrisk aktivitet från kroppen. Dessa elektroniska tatueringar kan göra det möjligt för läkare att diagnostisera och övervaka tillstånd som hjärtarytmi eller sömnstörningar noninvasivt.
Nyp mig: Denna mikroelektronik kan skrynklas, böjas och vridas tillsammans med huden, även när den kläms, utan att gå sönder eller lossna.
John A. Rogers, professor i materialvetenskap vid University of Illinois i Urbana-Champaign, har utvecklat en prototyp som kan replikera övervakningsförmågan hos skrymmande elektrokardiogram och annan medicinsk utrustning som normalt är begränsad till en klinisk miljö eller laboratoriemiljö. Detta arbete presenterades idag i Vetenskap .
För att uppnå flexibel, töjbar elektronik använde Rogers en princip som han redan hade använt för att uppnå flexibilitet i substrat. Han gjorde komponenterna – alla sammansatta av traditionella, högpresterande material som kisel – inte bara otroligt tunna utan också strukturerade till en serpentinform som gör att de kan deformeras utan att gå sönder. Resultatet, säger Rogers, är att hela systemet tar på sig den här typen av spindelnätslayout.
Tidigare, säger Rogers, kunde han skapa enheter som antingen var flexibla men inte töjbara eller töjbara men inte flexibla. I synnerhet var hans tidigare arbete begränsat av det faktum att elektronikdelarna i hans design inte kunde böjas och sträckas lika mycket som underlaget de var monterade på.
Den elektroniska tatueringen uppnår hudens mekaniska egenskaper, som kan stå emot att vrida, peta och dra utan att gå sönder. Rogers tatuering kan också anpassa sig till hudens topografi samt sträcka och skifta med den. Den kan bäras under längre perioder utan att orsaka irritation som ofta uppstår från tejp och stel elektronik. Även om Rogers preliminära tester involverade ett skräddarsytt substrat, visade han också att elektroniken kunde monteras på en kommersiellt tillgänglig tillfällig tatuering.
Prototypen var utrustad med elektroder för att mäta elektriska signaler som produceras av muskel- och hjärnaktivitet. Detta kan vara användbart för icke-invasiv diagnos av sömnapné eller övervakning av för tidigt födda barns hjärtaktivitet. Det kan också vara möjligt, säger Rogers, att använda tatueringarna för att stimulera musklerna hos fysiska rehabiliteringspatienter, även om denna användning inte visades i tidningen.
För att demonstrera enhetens potential som ett gränssnitt mellan människa och dator, monterade Rogers en av tatueringarna på en persons hals och använde mätningar av den elektriska aktiviteten i halsmusklerna för att kontrollera ett datorspel. Signalen från enheten innehöll tillräckligt med information för att programvara skulle kunna skilja mellan de talade orden vänster, höger, upp och ner för att styra en markör på skärmen.
Enheten inkluderade sensorer för temperatur, belastning och elektriska signaler från kroppen. Den inhyste även lysdioder för att ge visuell feedback; fotodetektorer för att mäta ljusexponering; och små radiosändare och mottagare. Enheten är tillräckligt liten för att den bara kräver minimala mängder ström, som den kan skörda via små solceller och via en trådlös spole som tar emot energi från en närliggande sändare. Rogers hoppas kunna bygga in någon form av energilagringsförmåga, som ett litet batteri, inom en snar framtid. Forskarna arbetar också med att göra enheten trådlös .
I slutändan, säger Rogers, vill vi ha en mycket mer intim integration med kroppen, utöver att bara montera något väldigt nära huden. Han hoppas att hans enheter så småningom kommer att kunna använda kemisk information från huden förutom elektrisk information.