Elektronika z „polievky“ sa presadí na koži

Elektronické systémy vrátane rôznych senzorov nosené na povrchu tela, alebo v oblečení, sú príjemnejšou a prijateľnejšou možnosťou ako invazívne riešenia na báze rôznych implantátov.

Aby sme ale mali funkčné inteligentné oblečenie, alebo použiteľnú elektroniku nositeľnú na koži, je potrebné zlepšiť elektronické obvody na to určené. Musia čosi vydržať. Hlavne pri systémoch na koži môže dochádzať k extrémnemu namáhaniu na tlak, alebo na ťah.

Pozrite siGrafén zmení dočasné tetovanie na high-tech vychytávky

Riešením tejto skupiny problémov sa zaoberajú vedci z mnohých inštitúcií a ústavov vo svete. Medzi nimi sú už dlho etablovaní aj výskumníci z laboratória Bao Lab pri Stanfordskej univerzite. A práve tím tamojších odborníkov pod vedením profesorky chémie a riaditeľky laboratória Zhenan Bao prišiel so zaujímavým riešením.

Použili polievkové zahusťovadlo na vytvorenie flexibilných elektród s „nekompromisným elektrickým výkonom a vysokou rozťažnosťou“, ako uviedla šéfka laboratória Zhenan Bao. Profesorka sa vývoju bionických materiálov venuje dlhodobo.

Materiál by sa mohol uplatniť pri elektródach na monitoring mozgu, v inteligentnom oblečení so vstavanými srdcovými senzormi a v ďalšej technike.

Polyméry sú zvyčajne elektrické izolátory, ale Bao so svojím tímom našla kombináciu dvoch polymérov, ktorá je výborne vodivá. Výsledný materiál však nebol vôbec pružný. Tím preto nadviazal spoluprácu so SLAC National Accelerator Laboratory, kde pomocou unikátneho röntgenového zariadenia hľadali správnu prísadu na zlepšenie parametrov.

Pozrite siSú tu tetované senzory. Pre naše dobro?

Tou sa ukázala molekula, veľmi podobná látke, ktorá sa používa ako zahusťovadlo polievok vo veľkých kuchyniach. Podarilo sa tak zastaviť kryštalizačný proces a dosiahnuť vysokú elasticitu materiálu, ktorý sa tak dá použiť na vytváranie elektród a elektrických obvodov nositeľných na koži.

Vedci sa obávali, že vplyvom aditíva sa zníži vodivosť polymérov, ale výsledky prekvapili. Nový materiál pri naťahovaní dokonca vodivosť zlepšuje a dosahuje takmer 96 percentnú priehľadnosť.

https://www.youtube.com/watch?v=caQ3kRmQwg8

Vedci už pomocou atramentovej tlačiarne z nového materiálu dokázali vyrobiť elektródy, aj flexibilné tranzistorové polia, čím sa otvára cesta pre novú generáciu nositeľnej a epidermálnej (umiestnenej na koži) elektroniky a bioelektroniky.

Pozrite siS umelou kožou vytvoríme citlivé protézy, aj vnímajúce roboty

„Materiál z polievky“ môže byť nakoniec nápomocný pri tvorbe elastických náplastí elektronickej „kože“, ktorá vytvorí tesné spojenie s pokožkou a pomôže tak pri monitoringu rôznych telesných parametrov a biomarkerov. Ale v konečnom dôsledku môže byť cestou aj pre vytvorenie umelej kože s hmatovými a tepelnými senzormi pre humanoidné roboty.

ZdrojStanford University

Komentáre k článku