Дослідники з Кембриджського університету представили інноваційний метод створення адаптивних і екологічно чистих датчиків, які можна друкувати на різноманітних біологічних поверхнях, як-от шкіра людини або пелюстка квітки.
Метод заснований на використанні «павукового шовку», здатного прилягати і прилипати до різних поверхонь. У них впроваджують біоелектроніку, що дає змогу додати різноманітні сенсорні функції.
Ці волокна, які в 50 разів тонші за людську волосину, настільки легкі, що їх можна надрукувати навіть на голівці насіння кульбаби, не руйнуючи її структуру. При нанесенні на шкіру людини волоконні датчики прилягають до поверхні, залишаючись абсолютно непомітними і не заважаючи нормальним відчуттям. Випробування таких датчиків на пальці людини показали їхнє потенційне використання для безперервного моніторингу здоров’я.
Цей метод, що характеризується низькими відходами і мінімальними викидами, може знайти застосування в охороні здоров’я, віртуальній реальності, електронному текстилі та моніторингу навколишнього середовища. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Electronics.
Доповнення людської шкіри електронними датчиками може суттєво змінити взаємодію людини з навколишнім світом. Датчики, надруковані прямо на шкірі, можуть використовуватися для безперервного моніторингу здоров’я, дослідження шкірних відчуттів або поліпшення реалістичності в іграх і віртуальній реальності.
Сучасні носимі технології, як-от розумні годинники, можуть бути незручними та пригнічувати природні відчуття шкіри. «Якщо ви хочете точно виявити що-небудь на біологічній поверхні, наприклад, на шкірі або аркуші, інтерфейс між пристроєм і поверхнею має життєво важливе значення, — каже професор Ян Ян Шері Хуанг, який керував дослідженням. — Ми також прагнемо до того, щоб біоелектроніка була абсолютно непомітною для користувача, не заважала його взаємодії зі світом і була екологічно безпечною».
Наявні методи створення переносних датчиків мають свої недоліки. Гнучка електроніка часто друкується на пластикових плівках, які не пропускають повітря і вологу, що створює дискомфорт. Хоча розроблено гнучку газопроникну електроніку, вона все ще заважає природним відчуттям і вимагає енергоємних процесів виробництва. 3D-друк, незважаючи на менші відходи, створює більш товсті пристрої, які можуть бути незручними в повсякденному житті. Обертання електронних волокон призводить до створення непомітних пристроїв, але вони менш чутливі та складні у виробництві.
Випробування біоелектронних волокон на різних поверхнях, включно з людськими пальцями і насінням кульбаби, показали їхню високу якість роботи, залишаючись при цьому непомітними для користувача. Ці пристрої можна використовувати в різних додатках, від моніторингу здоров’я і віртуальної реальності до точного землеробства та екологічного моніторингу. У майбутньому метод друку волокон може бути доповнений іншими функціональними матеріалами для створення інтегрованих датчиків з функціями відображення, обчислень і перетворення енергії.
За матеріалами techno.nv
Коментарі
Дописати коментар