Идея беспроводного сбора электрической информации от тела через кожу не нова. Однако идеальный материал электродов должен соответствовать значительному перечню критериев, чтобы быть реальным кандидатом для использования на пациентах. Исследователи из Университета Осаки разработали электродную подложку, полученную из дерева, которая, по-видимому, соответствует всем требованиям, и их результаты недавно были опубликованы в Усовершенствованные интерфейсы материалов.
Электроды, необходимые для электроники на коже, поддерживаются материалом подложки, который обеспечивает эффективный контакт с кожей. Выбор подложки требует учета множества факторов: является ли она гибкой и удобной в носке, но при этом долговечной? Можно ли простерилизовать субстрат, чтобы его можно было использовать повторно? Хорошо ли он прилипает к коже и позволяет ей дышать? Является ли субстрат экологически устойчивым при производстве и утилизации?
Поэтому найти кандидата непросто, но исследователи из Осаки считают, что они разработали самого многообещающего на сегодняшний день. Их материал на основе целлюлозы - это, по сути, бумага, состоящая из крошечных нановолокон, что дало ей название nanopaper e-skin, и именно промежутки между волокнами, размер которых можно регулировать, придают их подложке остроту.
"Для получения наилучшего электрического сигнала важно, чтобы подложка хорошо соприкасалась с кожей, а это значит, что она должна быть гладкой. Однако многие примеры гладких материалов также очень плотные, что серьезно снижает их воздухопроницаемость и приводит к дискомфорту пользователя", - говорит автор исследования Теппей Араки. "Поскольку наша нанопленка представляет собой сетку из очень тонких волокон, она поддерживает хороший контакт с кожей, но также имеет поры, через которые может проходить водяной пар, уменьшая воспаление и делая ее удобной в носке", - объясняет первый автор исследования Иньтонг Хуан.
Намокнув, нанопленка могла прилипать к коже из-за действия воды в порах и была способна выдержать 100 циклов деформации на лбу, сохраняя при этом функциональность. Нанопленку также можно стерилизовать при высокой температуре.
"Мы считаем, что наша нанопленка обеспечивает совместимость как с организмом, так и с окружающей средой", - говорит старший автор Хиротака Кога. "Доступность, гибкость, прилегание к коже и воздухопроницаемость, термостабильность, прочность, биосовместимость и экологичность нашей подложки - все это в совокупности делает ее весьма перспективным кандидатом для электрофизиологического мониторинга, который, как мы ожидаем, будет легко внедрен в клинику для измерения таких данных, как ЭКГ". Эти результаты представляют собой очень многообещающий шаг вперед в области электроники на коже и могут стать скачком, необходимым для взрывных разработок, когда мы объединим разработанные нами методы гибкой и устойчивой электроники (см. ниже обзор работ).
Комментарии