علم و فناوری گزارش می دهد؛

پوست هوشمند الکترونیکی ضد عرق

پوست الکتریکی هوشمند می تواند منجر به نمایشگرهای پوشیدنی سازگار برای ردیابی سرطان پوست شود.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از شیراز، مهندسان یک پوست الکترونیکی ضد عرق ایجاد کرده اند که بصورت وصله چسبنده و سازگار با سنسور می باشد که حتی در صورت تعریق سلامت فرد را بخطر نمی اندازد.

پوست الکتریکی هوشمند  می تواند منجر به نمایشگرهای پوشیدنی سازگار برای ردیابی سرطان پوست شود.

مهندسان و محققان MIT در کره جنوبی یک پوست الکترونیکی ضد عرق ایجاد کرده اند که بصورت یک وصله چسبناک سازگار با سنسور است که در صورت تعریق فرد نیز عملکرد آن از بین نمی رود.

این وصله با مجاری عرق مصنوعی، شبیه به منافذ موجود در پوست انسان،  که بصورت لایه های فوق نازک است طراحی شده است. منافذ پوستی را به شکل کریگامی، مانند سوراخ کردن کاغذ در ژاپن سوراخ می کنند. این طرح اطمینان حاصل می کند که عرق می تواند از طریق منافذ خارج شود و از تحریک پوست و آسیب رساندن به حسگرهای تعبیه شده جلوگیری می کند.

طراحی کریگامی همچنین به هنگام کشش و خم شدن پوست به پوست انسان کمک می کند. این انعطاف پذیری ، همراه با توانایی مقاومت در برابر عرق ، این امکان را برای شما فراهم می کند تا سلامتی فرد را برای مدت طولانی کنترل کند =، که با طرح های قبلی "پوست الکترونیکی" امکان پذیر نبوده است. نتایج منتشر شده در 30 ژوئن 2021 ، در Science Advances ، گامی به سوی پوست های هوشمند با ماندگاری طولانی است که ممکن است ویتایمن های بدن را بصورت روزانه یا پیشرفت سرطان پوست و سایر موارد را ردیابی کند.

تصویر شماتیک از پوست های الکترونیکی سوراخ دار

 

جیهوان کیم ، استادیار مهندسی مکانیک در MIT می گوید: "با این وصله پوستی متناسب و قابل تنفس ، هیچگونه تجمع عرق ، جدا شدن از روی پوست و ... وجود نخواهد داشت.

محققان پوست الکترونیکی را با چسباندن آن به مچ دست و پیشانی یک داوطلب به مدت یک هفته آزمایش کردند.

بیشتر طراحی های آزمایشی، سنسورها را در مواد چسبنده و پایه پلیمری تعبیه می کنند که تنفس زیادی ندارند. طرح های دیگر ، ساخته شده از الیاف نانو بافته شده، می توانند هوا را عبور دهند، اما عرق نمی کنند. اگر یک پوست الکترونیکی به مدت طولانی کار می کرد، کیم متوجه شد که نه تنها بخار بلکه عرق نیز نفوذپذیر است.

کیم می گوید: "عرق می تواند بین پوست الکترونیکی و پوست شما جمع شود ، که می تواند باعث آسیب به پوست و عملکرد نامناسب سنسور شود." "بنابراین ما سعی کردیم این دو مشکل را به طور همزمان حل کنیم ، و اجازه می دهیم عرق از طریق پوست الکترونیکی نفوذ کند."

محققان برای الهام از طراحی منافذ، بر روی عرق انسان  مطالعاتی را انجام دادند. آنها دریافتند که قطر منافذ متوسط ​​حدود 100 میکرون است و منافذ به طور تصادفی در سطح پوست توزیع می شوند. آنها برخی از شبیه سازی های اولیه را انجام دادند تا ببینند که چگونه ممکن است منافذ مصنوعی با هم تداخل پیدا کنند و ترتیب آنها به گونه ای باشد که منافذ واقعی پوست انسان را مسدود نکند.

 

یون توضیح می دهد: "ایده ساده ما این است كه اگر مجاری عرق مصنوعی را در پوست الكترونیكی اعمال کنیم و مسیرهای نفوذی برای عرق ایجاد كنیم ، ممكن است به كنترل پذیری طولانی مدت دست یابیم."

محققان دریافتند که می توانند با برش کانالهای نازک بین هر سوراخ ، قدرت و انعطاف پذیری الگوی سوراخ را افزایش دهند ، به جای اینکه یک نقطه را متمرکز کنند ، الگویی از دمبل های تکرار شونده را به جای سوراخ های ساده ایجاد کنند. این الگو وقتی اعمال گردد، جلوه ای قابل کشش و شبیه کیریگامی ایجاد می کند.

کیم می گوید: "اگر یک تکه کاغذ را روی یک توپ بپیچید ، مطابقت ندارد." "اما اگر الگوی کریگامی را در کاغذ برش دهید ، می تواند مطابقت داشته باشد. بنابراین ما فکر کردیم ، چرا سوراخ ها را با یک برش متصل نکنیم ، تا بر روی پوست شکل سازگار با کیریگامی داشته باشد؟ در عین حال می توانیم از عرق جلوگیری کنیم. "

به دنبال این دلیل منطقی ، تیم سازنده پوست الکترونیکی  از آن چندین لایه ساختند که هر کدام را با منافذی با طرح دمبل حکاکی کردند. لایه های پوستی شامل یک آرایه نیمه رسانای فوق العاده باریک از حسگرها برای کنترل دما ، آبرسانی ، قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا بنفش و فشار مکانیکی است. این آرایه حسگر بین دو فیلم محافظ نازک قرار گرفته است ، که همگی روی یک چسب چسبنده پلیمری را پوشش می دهد.

یون می گوید: "پوست الکترونیکی مانند پوست انسان است - بسیار قابل کشش و نرم است و عرق می تواند از طریق آن نفوذ کند."

محققان پوست الکترونیکی را با چسباندن آن به مچ و پیشانی داوطلب آزمایش کردند. داوطلب در طول یک هفته نوار را به طور مداوم می بست. در طول این دوره ، پوست الکترونیکی جدید با دقت قابل قبولی، دما ، سطح آبرسانی ، قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا بنفش و نبض وی را اندازه گیری کرد ، حتی در حین فعالیت های ناشی از تعریق ، مانند 30 دقیقه دویدن روی تردمیل و مصرف یک وعده غذایی تند.

 

گزارش از علی سهرابی

منبع مورد استفاده:

“Long-term reliable physical health monitoring by sweat pore–inspired perforated electronic skins” by Hanwool Yeon, Haneol Lee, Yeongin Kim, Doyoon Lee, Youngjoo Lee, Jong-Sung Lee, Jiho Shin, Chanyeol Choi, Ji-Hoon Kang, Jun Min Suh, Hyunseok Kim, Hyun S. Kum, Jaeyong Lee, Daeyeon Kim, Kyul Ko, Boo Soo Ma, Peng Lin, Sangwook Han, Sungkyu Kim, Sang-Hoon Bae, Taek-Soo Kim, Min-Chul Park, Young-Chang Joo, Eunjoo Kim, Jiyeon Han and Jeehwan Kim, 30 June 2021, Science.
DOI: 10.1126/sciadv.abg8459

انتهای پیام/

زمان انتشار: چهارشنبه ۱۳ مرداد ۱۴۰۰ - ۱۱:۳۲:۰۳

شناسه خبر: 97405

مطالب مرتبط :
تصویربرداری ۵ بعدی از پدیده های فوق سریع

علم و فناوری گزارش می دهد؛

تصویربرداری ۵ بعدی از پدیده های فوق سریع

عکاسی فوق سریع فشرده طیفی-حجمی همزمان اطلاعات ۵ بعدی را در یک عکس فوری ضبط می کند.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب