Разработка носимых устройств для оптимального соответствия кожи, воздухопроницаемости и биосовместимости без ущерба для возможности настройки их механических, электрических и химических свойств - непростая задача. Появление электроспиннинга - изготовления нановолокон с настраиваемыми свойствами на полимерной основе - является захватывающим достижением в этой области.

В Биоинженерия APL, опубликованный AIP Publishing, исследователи из Университета Тафтса рассмотрели некоторые из последних достижений в области носимых электронных устройств и систем, разрабатываемых с использованием электроспиннинга.

"Мы показываем, как научное сообщество реализовало много замечательных вещей, используя электроспиртовые наноматериалы", - сказал автор Самир Сонкусале. "Они применили их для мониторинга физической активности, отслеживания движения, измерения биопотенциалов, химического и биологического зондирования и даже для батарей, транзисторов и антенн, среди прочего".

Сонкусале и его коллеги демонстрируют множество преимуществ электрошлифованных материалов по сравнению с обычными сыпучими материалами.

Их высокое отношение поверхности к объему придает им повышенную пористость и воздухопроницаемость, что важно для длительного ношения. Кроме того, при соответствующей смеси полимеров они могут обеспечить превосходную биосовместимость.

Проводящие нановолокна с электропрядением обеспечивают электроды с большой площадью поверхности, обеспечивая как гибкость, так и повышение производительности, включая быструю зарядку и высокую емкость для хранения энергии.

"Кроме того, их наноразмерные характеристики означают, что они хорошо прилипают к коже без необходимости в химических клеях, что важно, если вы заинтересованы в измерении биопотенциалов, таких как сердечная деятельность с помощью электрокардиографии или активность мозга с помощью электроэнцефалографии", - сказал Сонкусале.

Электроспиннинг значительно дешевле и удобнее в использовании, чем фотолитография, для реализации наноразмерной морфологии транзисторов с превосходным электронным переносом.

Исследователи уверены, что в ближайшие годы электроспиннинг еще больше укрепит свои позиции в качестве универсального, осуществимого и недорогого метода изготовления носимых устройств. Они отмечают, что есть области для улучшения, которые необходимо рассмотреть, включая расширение выбора материалов и повышение простоты интеграции с физиологией человека.

Они предполагают, что эстетику носимых устройств можно улучшить, сделав их меньше и, возможно, с использованием прозрачных материалов, "почти невидимых".