Гибкий, растягивающийся сенсор для носимых устройств и контроля лечения ран

Канадские ученые из Университета Торонто разработали легко растягивающийся тонкий сенсор на основе гидрогеля, который можно наносить непосредственно на кожу. Материал может измерять изменения температуры, напряжения и влажности, а также контролировать движение тканей тела, находящихся под ним. Этот сенсор потенциально может использоваться в разнообразных носимых устройствах. Например, материал может быть использован в сенсорном патче для наблюдения за движениями пациентов, проходящих реабилитацию, или работать в качестве "умной" повязки для улучшения заживления ран.  

Этот новейший материал, получивший название AISkin, соответствует требованиям, которые сегодня предъявляют гибким сенсорам, поскольку он обладает высокой эластичностью. По словам Синюя Лю, принимавшего участие в разработке,

Так как это гидрогель, он недорогой и биосовместимый - его можно наносить на кожу без каких-либо токсических эффектов. Он также очень клейкий, и не отваливается, так что для этого материала есть много возможностей использования.

Сенсор из такого гидрогеля состоит из двух слоев, которые имеют противоположные заряды, в результате чего отрицательные и положительные ионы накладываются друг на друга. Определенные явления, такие как изменения температуры или деформации, вызывают движения ионов по материалу, которые исследователи могут измерить как электрические сигналы. По словам Лю,

Если посмотреть на человеческую кожу, на то, как мы чувствуем тепло или давление, как наши нейронные клетки передают информацию посредством ионов, то это на самом деле не так уж сильно отличается от того, как работает наша сенсорная "искусственная кожа". Материал при этом невероятно прочен и сопротивляется повреждениям даже при значительном растяжении. Наша человеческая кожа может растягиваться примерно на 50%, а наша AISkin может растягиваться до 400% своей длины, не разрываясь.

Новый материал может, в частности, применяться при мониторинге прогресса пациентов, проходящих реабилитацию. Если, например, этот материал закрепить на перчатке пациента, который проходит реабилитацию с целью восстановления движений руки, то врачи могли бы следить за сгибанием его пальцев. Еще одна возможность - использование в качестве "умной" повязки. Заживление ран требует воздухопроницаемости, баланса влажности - ионная кожа AISkin здесь может очень пригодиться.    

Система на основе AISkin может также выполнять роль трекера активности, измеряя несколько параметров тела, или наклеенного на руку сенсорного тачпада для компьютерных игр.

Исследователи предполагают, что AISkin может быть интегрирован и в мягкие роботизированные устройства для измерения данных, будь то температура пищи или давление, необходимое для работы с хрупкими предметами.