Жидкометаллические сенсоры для мониторинга здоровья
Гибкие биосенсоры - популярное новое направление исследований, которые сегодня ведут ученые в разных странах. Мягкие датчики давления представляют особый интерес, так как они находят множество применений в здравоохранении. Большинство гибких датчиков давления основаны на полупроводниковых компонентах, которые, как правило, полагаются на углеродные нанотрубки и графен. Углеродные нанотрубки или графеновые хлопья внедряются в растягивающийся материал для поддержания проводимости при сжатии и растягивании, но сигнал, который проходит через них, изменяется при деформации материала. Это приводит к неточностям при использовании таких материалов в качестве сенсоров.
Ученые из KAIST, южнокорейского Института науки и технологий, смогли использовать жидкий металл для создания высокоточных гибких датчиков давления, которые могут быть изготовлены сравнительно недорого.
Информация об этом исследовании была опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.
Разработчики опробовали для изготовления гибких датчиков давления различные жидкие металлы, такие как галинстан, сплав галлия, индия и олова, но произведенные устройства были недостаточно чувствительны для обнаружения сердечных сокращений и других биологических сигналов. Тогда команда KAIST напечатала на 3D-принтере сенсор, который объединяет в себе жидкий металл и жесткий микроточечный массив для получения точных, высокочувствительных показаний давления.
3D-печать делает производство таких устройств относительно легким, в частности, интеграцию массива микроточек и канала для жидкого металла. Эта возможность позволяет обеспечить высокую чувствительность, достаточную для обнаружения сердцебиения на коже, а также неизменную точность даже после 10 000 циклов растяжения.
Эти сенсоры могут противостоять влажности и другим изменениям окружающей среды и уже были интегрированы в прототип браслета, который контролирует пульс, а также используется в качестве неинвазивного датчика артериального давления, который оценивает показания на основе времени прохождения пульсовой волны.
