Разработан корейский прибор, позволяющий создавать электронные устройства прямо на поверхности кожи

Новости МирТесен

Корейские специалисты представили видеозапись работы трехмерного устройства. На ней показан процесс создания шаблона, этапы печати и функционирование готовых сенсоров. Официальная презентация разработки запланирована на сентябрь этого года в рамках конференции UIST 2020.

Прибор включает в себя раму и печатающую головку, которая представляет собой небольшой мотор и шприц с чернилами. Для начала работы поверхность кожи следует покрыть изолирующим гелем, после чего устройство фиксируется на ней с помощью двух ремней. Затем в специальной программе создается схема будущего датчика и устанавливаются необходимые параметры.

После включения принтер проводит калибровку, чтобы понять рельеф кожи, и рисует дорожки из проводящих ток чернил, абсолютно безопасных для человека. Схему можно поменять в любой момент, перетаскивая печатающую головку вручную. Кроме того, пока чернила не застыли, есть возможность прикрепить к датчикулюбые элементы: например светоизлучающие диоды и контакты для соединения сенсора с дисплеем.

Датчики решают широкий круг задач: они отслеживают и отображают движения, измеряют скорость передвижения человека и уровень окружающего шума. Благодаря им можно непрерывно контролировать состояние пациентов, следить за осанкой и создавать светодиодные дисплеи непосредственно на коже. Возможности зависят от расположения датчиков и используемых жестких компонентов. Инженеры из Корейского института передовых технологий, являющиеся авторами проекта, сообщили, что принтер способен наносить изображения на различные части тела, включая руки, спину, стопы и пальцы.

Развитие носимой биоэлектроники стало значимым подходом в области контроля, предотвращения и коррекции заболеваний и повреждений. Она фиксирует электрические импульсы мышц, частоту сердечных сокращений, температуру тела и уровень влажности кожи, а также другие показатели состояния организма. В настоящее время врачи применяют мягкие и эластичные наклейки, которые плохо приспосабливаются к движениям человека, особенно в зонах сгибания суставов и растяжения дермы; они могут отслаиваться и теряться. А информация, полученная во время активных действий пациента, иногда оказывается неверной.

Нарисованная электроника может функционировать, не завися от движений пользователя. Ранее эксперты уже демонстрировали устройства, способные печатать гибкие датчики на коже. В 2017 году американские инженеры напечатали работающий датчик давления. На палец манекена нанесли слоями четыре материала, между ними поместили спиралевидный сенсор. Разработчики отметили, что печать на коже человека могла получиться неточной, потому что стационарный принтер не умел адаптироваться к движениям человека. Через год эту проблему решили, добавив механизм, который отслеживает движения человека и подстраивает принтер под них.

Также недавно ученые показали ручку, эта технология предполагает нанесение датчиков на кожу с использованием проводящих чернил. Она дает возможность изменять конструкцию разрабатываемых устройств в процессе работы и, подобно корейской разработке, позволяет закреплять жесткие элементы до полного высыхания материала.