این سنسور پوشیدنی مستقیما روی پوست چاپ می‌شود

یک سنسور پوشیدنی جدید که توسط دانشمندان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا ساخته شده، مستقیما روی پوست پرینت شده و اطلاعات بیولوژیکی بدن ما را جمع‌آوری می‌کند.

اخیرا محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا آمریکا یک سنسور پوشیدنی فلزی را ساخته‌اند که مستقیما روی پوست پرینت می‌شود و کار جمع‌آوری اطلاعات را روی بدن کاربر انجام می‌دهد.

گفته شده که این محققان با همکاری دانشمندانی از سراسر دنیا سنسور خود را توسعه داده‌اند و همان‌طور که اشاره شد، این تکنولوژی بدون نیاز به حرارت مستقیما روی پوست چاپ شده و دیگر نیاز به پوشیدن وسایل حجیم و دردسرساز را از بین می‌برد. در واقع این روش حسگرها را به سطح جدیدی از پیشرفت برده و دیگر به جای الکترودهای دست و پا گیر، می‌توان با پرینت حسگر فلزی منعطف مورد نظر، به هر شکلی اطلاعات لازم از قسمت‌های مختلف بدن را جمع‌آوری کرد.

لینگ ژانگ (Ling Zhang)، از نویسندگان این تحقیق می‌گوید که روش توسعه یافته از لحاظ راحتی به وجود آمده برای کاربر بسیار کارآمد خواهد بود. در گذشته همین تیم محققان مدارهای قابل چاپ و منعطفی را ساخته بود که در بحث فناوری سنسورهای پوشیدنی قابل استفاده است. با این حال ویژگی خاصی در پیشرفت قبلی این تیم در ساخت سنسورهای بیولوژیکی باعث می‌شد تا امکان پرینت مستقیم روی پوست وجود نداشته باشد.

در واقع پیش از این پیوند دادن اجزا مدار سنسورها نیازمند اعمال دمای 300 درجه سلسیوس برای متصل کردن ذرات نانو نقره در حسگر بود. چنین کاری روی بدن انسان قابل اجرا نخواهد بود چرا که حرارت مورد نظر پوست و تمامی بافت‌های زیرین را از بین می‌برد.

ساخت سنسور پوشیدنی برای پوست

برای برطرف کردن این چالش، ژانگ و همکارانش در قدم بعدی یک نانو ذره دیگر را به معادله وارد کردند تا دمای پیوند ذرات نانوی نقره را به 100 درجه سلسیوس کاهش دهند. با اینکه چنین دمایی از حالت قبلی بسیار پایین‌تر خواهد بود، قرار گرفتن جسمی به حرارت 100 درجه سلسیوس روی بدن مانند ریختن آب در حال جوش روی پوست است. البته این دما برای چاپ سنسور پوشیدنی روی کاغذ و پارچه بسیار مناسب بود.

پس از تلاش برای تغییر دادن مواد به کار رفته در پرینت و فرمول ذرات نانو این سنسور پوشیدنی محققان مورد نظر موفق شدند تا فرآیند شکل‌گیری مدار را در دمای اتاق انجام دهند. برای این منظور از خمیر پلی‌وینیل الکل و کربنات کلسیم استفاده شد؛ ماده اول اصلی‌ترین جزء ماسک‌های زیبایی صورت بوده و کربنات کلسیم هم در پوست تخم‌ مرغ یافت می‌شود.

در فرمول جدید زبری ماده از بین رفت و سنسور چاپ شده برای قرار گرفتن روی پوست به وضعیت مناسبی رسید. به علاوه ضخامت کم و قابلیت بالای انعطاف پذیری این امکان را فراهم کرد تا ماده جدید به راحتی تا شده و در وضعیت‌های مختلف خمیدگی، مدار الکترومکانیکی موجود را حفظ کند.

پس از پرینت این حسگر روی پوست محققان از جریان هوای سرد سشوار برای خشک کردن آب داخل جوهر پرینت شده استفاده کردند و در نهایت نوعی سنسور پوشیدنی را روی پوست چاپ کردند که به راحتی دما، رطوبت، اکسیژن خون و عملکرد قلب را تحت نظر می‌گیرد.

به علاوه این امکان وجود خواهد داشت تا بتوان از طریق پرینت مدار انتقال داده به صورت بی‌سیم، قابلیتی را به وجود آورد که بدون اتصال سنسور به شکل فیزیکی، اطلاعات جمع‌آوری شده به تلفن هوشمند یا سایر دیوایس‌های کاربر منتقل شود. برای جداسازی این حسگر از پوست هم یک دوش آب گرم کافی خواهد بود.