Прототип на здравния сензор, нарисуван директно върху кожата на ръката(снимка:

Прототип на здравния датчик, нарисуван непосредствено върху кожата на ръката
(снимка: Cunjiang Yu / University of Houston)

Носими гривни, пояси, лепенки, облекла със датчици, очила със датчици – науката за проучването на човешкото здраве е измислила многочислени способи да прикачи към тялото ни сензори и апарати, които да наблюдават параметрите на организма и да дават информация за здравето ни. Но всички те скоро могат да се окажат ненужни, тъй като ще бъдат заместени от датчици, които се рисуват непосредствено върху кожата с елементарни принадлежности като писалка и образец.

Шепа шаблони и три писалки – това звучи като набор материали за детски арт-проект. Но в този момент откриватели са употребявали въпросните принадлежности, с цел да нарисуват функционални сърдечни датчици непосредствено върху човешка кожа.

Носимата сензорна технология, която оказва помощ на лекарите да ревизират разнообразни здравни индикатори, напредна през последните години: от обемисти устройства тези апарати еволюираха до дребни гъвкави лепенки, които се залепват за тялото сходно на детски краткотрайни татуировки.

Тези сглобяеми датчици обаче могат да бъдат скъпи. Те също по този начин са склонни да наблюдават контурите на кожата погрешно, което ги прави чувствителни към придвижването на потребителя. Според откривателите, новата електронна система на „ чертеж ” върху кожата, разказана в Nature Communications през юли, предлага решение и на двата казуса.

Проводящо мастило

Екип, управителен от биомедицинския инженер Фахем Ершад от Университета в Хюстън, е създал проводящо мастило, употребявайки сребърни люспи в полимерен разтвор, съчетаем с човешката кожа. След това откривателите заредили мастилото в модифициран писалки с топче. Поставили образец върху тялото на доброволец и посредством него нарисували върху кожата на индивида съответната сензорна скица.
още по тематиката
„ Това прилича метода, по който в детската градина учим по какъв начин да рисуваме фигури ”, споделя Ершад. „ Наистина е толкоз просто ”.

В рамките на пет минути мастилото сухо. Резултатът бил изцяло функционален, работещ датчик. За да обезпечи зареждане и предаване на данните към компютър, екипът свързал към мастилото общоприет електрически кабел.

Използвайки единствено въпросното мастило, откривателите съумели да измерят хидратацията на кожата и електрическата интензивност на сърдечните и скелетните мускули.

Елегантно решение

Тъй като мастилото прилепва съвършено към кожата, носителите на датчиците могат да се разхождат свободно, без риск да откачат датчика от тялото си и по този метод да понижат качеството на данните. Мастилото устоя на пот и търкане, тъй че няма да пострада от носенето на облекла и при деен спорт. В същото време мастилото елементарно се отстранява с мокра хартиена салфетка и сапун.

„ Това е крепко и доста елементарно решение, което се ползва върху всяка част на тялото ”, споделя Дмитрий Киреев, откривател в региона на носимата биоелектроника от Тексаския университет в Остин, който не е взел участие в проучването. „ Това е доста елегантно решение ”, акцентира той.

Перспективи

За изработката на по-сложни устройства екипът на Ершад е употребявал две спомагателни мастила: едното служи като полупроводник, а другото работи като диелектрик (вид изолатор). Начертавайки разнообразни пластове с всяко мастило, откривателите са изработили датчици за температура и напрежение върху лист от силикон, сходен на човешка кожа.

„ Авторите към този момент демонстрираха доста атрактивни приложения ”, споделя Джън Ян, биомедицински инженер от университета в Мисури, който не е взел участие в новите проучвания. Ян и неговите сътрудници са създатели на сходна технология, употребяваща моливи и хартия, само че техният способ е стеснен до така наречен пасивни проводници, които не могат да вкарват сила в скица.

Чрез „ изобразяване ” на дейна електроника като транзистори, които могат да действат като превключватели или усилватели, екипът на Ершад може да сътвори комплицирани датчици, които да наблюдават редица здравни знаци, вариращи от избрани химични съединения в потта до вписване на електрическата интензивност на мозъка.

Изследователите възнамеряват да създадат датчиците безжични посредством включване на по-модерни схеми въз основата на мастило. След това достижение, споделят те, хората биха могли да употребяват налични комплекти от шаблони и химикалки, с цел да следят личното си здраве даже в домашни условия.