Медицинский электроприбор на основе татуировочной технологии
 Недавно разработанное устройство – эпидермальная электронная система (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Технология со всеми измерениями, зафиксированными во время экспериментов с использованием EES, подробно описана в докладе ведущего автора исследования Даэ-Хеонг Кима из Университета штата Иллинойс и опубликована в номере журнала Science за 12 августа 2011 года.
Ученые поставили перед собой задачу создать электронную технологию, способную взаимодействовать с человеческой кожей таким образом, чтобы это было почти неощутимо с механической и психологической точки зрения. В результате многолетних усилий удалось смоделировать устройство с физическими качествами, приближенными к эпидермису – технологию, которая стирает границы между биологией и электроникой. Принципиальное отличие эпидермальной электронной системы от уже существующих медицинских измерительных приборов заключается в сверхлегкой конструкции, безболезненном применении, отсутствии внешних проводов и ничтожно малых требованиях к электропитанию. Благодаря этому устройство способно частично пополнять запасы энергии за счет побочных электромагнитных излучений посредством процесса индукции и частично с помощью миниатюрных солнечных батарей.
EES представляет собой плоскую, менее 5-ти микрон толщиной (тоньше диаметра человеческого волоса) встроенную полиэстеровую пластинку, похожую на клеящуюся татуировку. Приспособление чрезвычайно тонкое. В результате такого тесного контакта или ван-дер-ваальсового взаимодействия адгезия происходит на молекулярном уровне, а электронная татуировка прилипает к коже без помощи клея и может находиться на месте применения в течение многих часов. Недавнее исследование показало, что в идеальных условиях адгезия длится примерно 24 часа.
Благодаря особому дизайну серпантиновая электроника становится мягкой подобно человеческой коже и позволяет жестким, неорганическим полупроводникам достигать огромной эластичности и способности плотно прилегать к любой поверхности без использования клея. Несмотря на то, что некоторые участки тела, например, локоть, не пригодны для адгезивной электроники, остальные области вполне могут использоваться в медицинских и экспериментальных целях. Идеально подходят лоб, конечности и грудь. Проблемные для сенсорных датчиков участки тела, такие как горло, можно использовать для диспансерного осмотра. Так во время эксперимента ученые наблюдали за мышечной активностью в процессе речи и сумели различить слова и даже контролировать управляемую голосом видеоигру с более, чем 90-процентной точностью.
В будущем это изобретение можно использовать в лечении некоторых болезней гортани, а также заболеваний, где размеры прибора играют критическую роль, например, при временной остановке дыхания во время сна или неонатальном уходе. В дальнейшем ученые планируют внедрить в технологию микрофлюидные устройства, тем самым прокладывая путь для создания электронных бинтов и кожи с улучшенными свойствами, потенциально способными заживлять раны, ожоги и т.д.
Также по теме:
Источники: