Takýto senzor drží pevne, nedráždi a dá sa ľahko odstrániť. Čo môže urobiť?
Nositeľné snímače sa čoraz viac používajú na monitorovanie telesných procesov, zdravia alebo fyzickej aktivity používateľa.
Niektoré etapy ich výroby vyžadujú, aby sa materiály zahriali na asi 300 ° C. Tím čínskych vedcov vyvinul spôsob, ako túto teplotu niekoľkokrát znížiť, čo umožňuje natlačiť flexibilné, nositeľné senzory priamo na ľudskú pokožku.
Výskumná práca uverejnený vedecký časopis ACS Applied Materials & Interfaces.
Vysoká teplota
Aj keď sa nositeľné snímače používajú pripevnené na ľudskú pokožku, nebolo možné ich priamo vytlačiť na používateľa.
Výroba nositeľných senzorov si vyžaduje takzvané spekanie, pri ktorom sa spájajú malé kovové súčasti a iné častice. Spravidla sa uskutočňuje pri teplote asi 300 ° C.
„Takáto teplota je pre ľudskú pokožku samozrejme príliš vysoká,“ uviedol spoluautor výskumu Huanyu Cheng a dodal: „Aby sme obišli toto obmedzenie, pokúsili sme sa vyvinúť druh pomocnej vrstvy, ktorá by pokožke neškodila a pomáhala jej spekaniu. materiál pri nižšej teplote. ““
Zmenili, čo mohli
Cheng a kolegovia z Harbin Polytechnic University a ďalších pracovísk úspešne vyvinuli takúto vrstvu. Pomocou zmesi nanočastíc znížil teplotu spekania na 100 ° C.
„To by stačilo na tlač senzorov na oblečenie alebo papier, čo je užitočné, ale stále je to vysoko nad teplotou, ktorú pokožka znesie,“ hovorí Cheng. Podľa výskumníka kontakt s povrchom teplejším ako 40 ° C už poškodzuje ľudskú pokožku.
„Preto sme zmenili zloženie podkladovej vrstvy, vymenili atrament a zistili sme, že môžeme piecť pri izbovej teplote,“ vysvetľuje.
„Studeným“ sintrovacím prostriedkom je pasta obsahujúca polyvinylalkohol, ktorá je jednou z hlavných zložiek kozmetických pleťových masiek, ktoré sa dajú zlupovať. Ďalšou zložkou pasty je uhličitan vápenatý, ktorý je obsiahnutý napríklad vo vaječných škrupinách.
Špeciálna zmes umožnila výskumníkom vytlačiť ultratenkú kovovú vrstvu, ktorú je možné ohýbať a skladať, ale stále si zachováva svoje elektromechanické vlastnosti.
Môže to tolerovať aj jemná pokožka
„Výsledok je mimoriadny. Pre také spekanie v podstate nepotrebujeme žiadne teplo,“ hovorí Cheng.
Podľa čínskeho vedca môžu tlačené senzory presne a nepretržite zaznamenávať telesnú teplotu, vlhkosť, hladinu kyslíka v krvi a srdcovú aktivitu. Senzor je odolný voči vode a na pokožke vydrží niekoľko dní. Jeho slabinou je horúca voda. Horúca sprcha preto umožňuje pohodlné vybratie senzora.
„Zariadenie je ohľaduplné k životnému prostrediu, pretože sa dá recyklovať. Zároveň to môže tolerovať citlivá pokožka starých ľudí alebo malých detí, “uzatvára Cheng.
