Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Umelé póry umožnia elektronickej pokožke dýchať počas výkonu

Umelé póry umožnia elektronickej pokožke dýchať počas výkonu
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
8. 7. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Tenké nositeľné vrstvy plné diskrétnych senzorov sľubujú efektívne monitorovanie zdravia, s potenciálom sledovať všetko, od hladiny vitamínu C, cez hladinu cukru v krvi, až po príznaky kardiovaskulárnych problémov. Nový dizajn týchto takzvaných elektronických pokožiek sa inšpiruje potnými pórmi v ľudskej pokožke, aby sa zabránilo hromadeniu vlhkosti, ktorá môže ohroziť ich výkon.

Strojárenskí inžinieri z MIT sa rozhodli vyriešiť jeden z problémov, ktoré doteraz trápili elektronické pokožky. Mnohé z nich sú vyrobené z materiálov na báze polymérov, ktoré nie sú také priedušné, zatiaľ čo niektoré používajú materiály ako tkané vlákna, ktoré prepúšťajú vzduch, ale nie vlhkosť. To môže znamenať, že sa elektronická pokožka po krátkej chvíli jednoducho odlepí alebo že senzory integrované vo vnútri nefungujú alebo nie sú schopné zachytiť jasný signál.

Tím sa preto inšpiroval ľudskou pokožku. Na základe svojich výskumov vedci identifikovali niekoľko užitočných charakteristík, ako je priemerný priemer každého póru okolo 100 mikrónov a to, že póry sú náhodne rozložené po pokožke. Potom pomocou simulácií preskúmali, ako by sa dali umelé póry ukladať cez vrch bez blokovania prirodzených funkcií.

Schematické znázornenie novo vyvinutej elektronickej pokožky s pórami v tvare činky.

Vznikol jednoduchý nápad, že ak poskytnú umelé potné kanály v elektronickej koži a vytvoria sa vysoko priepustné cesty pre odvod vlhkosti, môže sa dosiahnuť dlhodobá monitorovateľnosť. Počas experimentov sa tím dostal k návrhu elektronického vzhľadu, ktorý údajne ponúka tento typ funkcií. Skladá sa z pružných polovodičových vrstiev, ktoré sú spolu spojené a vytvárajú ultratenké snímače.

Každá vrstva nesie drobné póry umiestnené veľmi blízko seba, aby umožňovala priechod vlhkosti. Na zvýšenie pevnosti a pružnosti vrstvy tím rozmiestnil medzi póry drobné kanáliky v tvare činky, ktoré boli inšpirované papierovou formou kirigami.

Nová elektronická pokožka, ktorý sa potí na pokožke vďaka niekoľkým funkčným vrstvám leptaných pórov so vzorom činky.

Takto upravená elektronická pokožka bola nabitá senzormi na sledovanie teploty, hydratácie, vystavenia UV žiareniu a meranie pulzu. Úspešne fungovala, keď bola účastníkom štúdie nepretržite prilepená na zápästie a čelo po dobu jedného týždňa. Elektronická pokožka zhromažďovala spoľahlivé merania aj pri spotených činnostiach, ako je beh na bežiacom páse po dobu 30-tich minút či konzumácia koreneného jedla.

Vedci tvrdia, že s touto prispôsobivou priedušnou kožnou náplasťou nedôjde k hromadeniu potu, nesprávnym informáciám alebo odlepeniu od pokožky. Mohli by tak vzniknúť nositeľné snímače, ktoré umožňujú neustále dlhodobé sledovanie.

Napriek týmto sľubným skorým výsledkom tím stále vidí veľa priestoru pre ďalšie zlepšenie technológie. S ďalším vývojom vedci dúfajú, že sa im podarí vytvoriť elektronickú pokožku, ktorá bude ešte pevnejšia a odolnejšia, aby dokázala prežiť každodenné činnosti, ako je sprchovanie, bez toho, aby sa musela chrániť napríklad páskou.

Výskum bol publikovaný v magazíne Science Advances.