Носима електроніка стає все більш популярною, а ринки бездротових навушників та розумних годинників/фітнес-браслетів невпинно збільшуються. Тепер міжнародна група дослідників зробила ще один крок вперед, надрукувавши датчики прямо на шкірі людини без використання тепла.
- Apple Watch SE: детальний огляд розумного годинника
- Бездротові навушники Xiaomi Mi Air 2 Pro отримали ANC і до 28 годин автономності
- На Kyiv Smart City представили цікаве рішення для розумних міст
Як вдалося надрукувати датчики прямо на шкірі людини?
Раніше команда вчених розробила гнучкі друковані плати для використання в носимих датчиках. Але друк, безпосередньо, на шкірі неможливий через процес з’єднання металевих компонентів датчика. Цей процес, названий спіканням, зазвичай вимагає температури близько 300 °C, щоб «зв’язати» наночастинки срібла датчика.
Враховуючи той факт, що шкіра не витримає такої високої температури, вчені додали шар, який сприяє спіканню на більш низькі температурі – близько 100 °С. Це дозволило використовувати друк датчиків на одязі та папері, але для шкіри й досі загаряче. Тоді було змінено формулу допоміжного шару, змінено сам друкований матеріал і тепер спікання можна здійснювати при кімнатній температурі.
Шар для спікання при кімнатній температурі складається з пасти з полівінілового спирту – основного інгредієнта масок для обличчя – і карбонату кальцію, який містить яєчну шкаралупу. Цей шар зменшує шорсткість друкованої поверхні і дозволяє створювати ультратонкий шар металевих малюнків, які можуть згинатися і складатися, зберігаючи при цьому електромеханічні можливості. Коли датчик надрукований, дослідники використовують пристрій, як-от фен, встановлений на охолодження, для видалення води, яка використовується в ролі розчинника у чорнилі.
За словами команди, датчик здатен точно і безперервно реєструвати температуру, вологість, рівень кисню в крові і сигнали серцевої діяльності. Дослідники також пов’язали датчики на тілі з мережею для можливості бездротової передачі.
Зазначається, що процес є екологічно чистим. Датчик залишається на шкірі впродовж декількох днів, навіть якщо його змочити прохолодною водою. Але гарячий душ легко його змиє. Видалення датчика водою ніяк не впливає на шкіру, що дуже добре для людей з підвищеною чутливістю. І його завжди можна повторно надрукувати.
Дослідники планують змінити технологію для конкретних додатків у міру необхідності, зокрема для відстеження симптомів, пов’язаних з COVID-19.