Massachusetts Institute of Technology (MIT) ma rozwinięty elektroniczna skórka lub e-skórka, którą można łatwo oderwać od skóry jak bandaż. E-skin jest wykonany z warstwy półprzewodnikowej, która doskonale przylega do skóry i służy do pomiaru tętna, poziomu glukozy i kortyzolu we krwi oraz ilości soli w pocie. Jego komunikacja ze skórą odbywa się bezprzewodowo, ponieważ nie jest wyposażona w chipy, przewody czy baterie.
Większość z technologia do noszenia, jak wiemy, jest wyposażony w baterie, przewody, czujniki i chipy. Weźmy na przykład inteligentne ubrania opracowane przez Purdue University które monitorują witalność organizmu. Ich inteligentne ubrania można prać i komunikują się ze skórą bezprzewodowo przez WiFi lub fale radiowe. Dzieje się tak, ponieważ cewka przewodząca i nano-obwody są osadzone w tkaninie.
Jednak w przypadku e-skin MIT jest trochę inaczej. Urządzenie, na początek, nie jest wykonane z e-tekstylia. Nie ma też wbudowanych w jego strukturę cewek przewodzących. Sposób, w jaki komunikuje się ze skórą, odbywa się poprzez materiały użyte do jej wykonania.
Materiały użyte do wykonania e-skin
Elektroniczna skóra jest wykonana z azotku galu, rozciągliwego materiału, który wspiera właściwości piezoelektryczne. Własność piezoelektryczna materiału jest definiowana jako konwersja wkładu mechanicznego lub naprężenia mechanicznego, takiego jak rozciąganie, na energię elektryczną lub sygnały. Naukowcy odkryli, że rozciąganie materiału azotku galu generuje sygnały elektryczne.
W swoim opracowaniu opublikowanym w naukaYeongin Kim i in. odkryli, że azotek galu w połączeniu ze złotem generował sygnały elektryczne z wibracjami wytwarzanymi przez każde bicie serca i wytworzony pot. Zastosowana tutaj warstwa złota podbijała sygnały wejściowe i wyjściowe.
Inżynierowie wytwarzają wolną od chipów, bezprzewodową, elektroniczną „skórę”: urządzenie wykrywa i bezprzewodowo przesyła sygnały związane z pulsem, potem i ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe, bez nieporęcznych chipów lub baterii. https://t.co/eOqFoPP6pP pic.twitter.com/he1vII0ga4
— Massachusetts Institute of Technology (MIT) (@MIT) 19 sierpnia 2022 r.
Warstwy na e-skórce
Zastosowana w badaniu membrana piezoelektryczna z azotku galu była 100 razy cieńsza niż ludzki włos. Oznacza to, że membrany są podatne na akustykę powierzchni skóry, taką jak lub-dub serca. Kiedy azotek galu jest połączony z cienką membraną wykrywającą jony, może mierzyć ilość soli w pocie.
Autorzy zasugerowali również, że zmiana warstw na azotku galu zmienia to, co mierzy. Współautor cze Min Suh wyjaśnił, że „jeśli zmienisz błonę czujnikową, możesz wykryć dowolny docelowy biomarker, taki jak glukoza lub kortyzol, związany z poziomem stresu”.
Wyniki badania sugerują również, że e-skórka oparta na powierzchniowej fali akustycznej może być używana w dłuższej perspektywie i jest bardzo wrażliwa na obciążenia mechaniczne, promieniowanie UV i jony w pocie. Ta metoda jest niedroga i może być podłączona do urządzeń monitorujących kondycję.
Kredyt fotograficzny: Użyte obrazy są własnością MIT i zostały dostarczone do użytku prasowego.
Źródła: Jennifer Chu (MIT News) / nauka
