"Умный" тонкий патч, который может быть использован для отслеживания рака кожи и других заболеваний

"Умный" тонкий патч, который может быть использован для отслеживания рака кожи и других заболеваний

30 Dec 2021
31
Прослушать

Ученые из Массачусетского технологического института создали новую защищенную от пота "электронную кожу", которая может отслеживать жизненные показатели даже во время бега на беговой дорожке или приема острой пищи. Удобный патч с сенсорами, который, по их словам, не даст сбоев и не отклеится, даже когда его владелец вспотеет.

Патч имеет искусственные потовые каналы, похожие на поры в человеческой коже, которые исследователи протравили через ультратонкие слои материала. Такая конструкция обеспечивает выход пота через пластырь, предотвращая раздражение кожи и повреждение встроенных датчиков. Она также помогает пластырю прилегать к коже человека, растягиваясь и изгибаясь. Эта гибкость, в сочетании со способностью материала противостоять поту, позволяет отслеживать состояние здоровья человека в течение длительных периодов времени, что было невозможно с предыдущими моделями "электронной кожи".

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Исследователи впервые применили метод удаленной эпитаксии, который заключается в выращивании сверхтонких высококачественных полупроводниковых пленок на пластинах при высокой температуре и выборочном отслаивании пленок, которые затем можно соединять и укладывать в стопки, формируя датчики намного более тонкие и гибкие, чем обычные конструкции на основе пластин.

Ученые провели несколько первоначальных симуляций, чтобы понять, как можно наложить и расположить искусственные поры таким образом, чтобы они не блокировали реальные поры в человеческой коже. Они обнаружили, что они могут увеличить прочность и гибкость рисунка отверстий, прорезая тонкие каналы между каждым отверстием, создавая рисунок повторяющихся гантелей, а не простых отверстий, которые ослабляют напряжение, а не концентрируют его в одном месте. Этот узор, будучи вытравленным в материале, создавал растяжимый эффект.

Слои "электронной кожи" состоят из ультратонкого полупроводникового массива датчиков для мониторинга температуры, увлажнения, ультрафиолетового облучения и механической деформации. Этот массив датчиков помещен между двумя тонкими защитными пленками, поверх которых нанесен липкий полимерный клей. По словам ученых, электронная кожа похожа на человеческую - очень растяжимая и мягкая, и пот может проникать сквозь нее.

Исследователи протестировали электронную кожу, наклеив ее на запястье и лоб добровольца, который носил ее непрерывно в течение недели. В течение всего этого периода новая электронная кожа надежно измеряла его температуру, уровень гидратации, воздействие ультрафиолета и пульс, даже во время занятий, вызывающих потоотделение, таких как бег на беговой дорожке в течение 30 минут и употребление острой пищи.