Đại Học Bang Penn, ngày 16 tháng 10 năm 2020
Với một lớp kim loại giúp cảm biến liên kết, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã in cảm biến trực tiếp lên da người.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát triển một kỹ thuật mới để tạo ra các cảm biến sinh trắc học chính xác, hiệu suất cao.
Cảm biến đeo được đang phát triển từ đồng hồ và điện cực sang các thiết bị có thể uốn cong. Để cung cấp các phép đo sinh trắc học chính xác hơn nhiều và tạo sự thoải mái cho người dùng. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tiến thêm một bước nữa bằng cách in các cảm biến trực tiếp lên da người mà không cần sử dụng nhiệt.
Được dẫn dắt bởi Huanyu “Larry” Cheng, Giáo sư Phát triển Sự nghiệp Dorothy Quiggle tại Bộ Khoa học Kỹ thuật và Cơ học Bang Penn, nhóm đã công bố kết quả của họ trên ACS Applied Materials & Interfaces .
“Trong bài báo này, họ đã giới thiệu một kỹ thuật chế tạo đơn giản nhưng có thể áp dụng rộng rãi với việc sử dụng một lớp trợ giúp liên kết mới để cho phép in trực tiếp cho các cảm biến trên cơ thể,” tác giả đầu tiên Ling Zhang, một nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân, Trung Quốc cho biết và trong phòng thí nghiệm của Cheng.
Cheng và các đồng nghiệp của ông trước đây đã phát triển các bảng mạch in linh hoạt để sử dụng trong các cảm biến đeo được, nhưng việc in trực tiếp trên da đã bị cản trở bởi quá trình liên kết các thành phần kim loại trong cảm biến. Được gọi là thiêu kết, quá trình này thường yêu cầu nhiệt độ khoảng 572 độ F (300 độ C ) để liên kết các hạt nano bạc của cảm biến với nhau.
Cheng nói: “Bề mặt da không thể chịu được nhiệt độ cao như vậy. “Để khắc phục hạn chế này, chúng tôi đã đề xuất một lớp hỗ trợ thiêu kết - thứ không làm tổn thương da và có thể giúp vật liệu kết dính với nhau ở nhiệt độ thấp hơn.”
Bằng cách thêm một hạt nano vào hỗn hợp, các hạt bạc bị thiêu kết ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 212 F (100 C).
“Cái đó có thể được sử dụng để in cảm biến trên quần áo và giấy, điều này rất hữu ích, nhưng nó vẫn cao hơn nhiệt độ da mà chúng ta có thể chịu được,” Cheng nói, người lưu ý rằng khoảng 104 F (40 C) vẫn có thể làm bỏng mô da. “Chúng tôi đã thay đổi công thức của lớp trợ giúp, thay đổi chất liệu in và nhận thấy rằng chúng tôi có thể thiêu kết ở nhiệt độ phòng”.
Lớp hỗ trợ thiêu kết ở nhiệt độ phòng bao gồm hồ rượu polyvinyl - thành phần chính trong mặt nạ có thể lột được - và canxi cacbonat - bao gồm vỏ trứng. Lớp làm giảm độ nhám bề mặt in và cho phép tạo ra một lớp siêu mỏng của các mẫu kim loại có thể uốn cong và gấp lại trong khi vẫn duy trì khả năng cơ điện. Khi cảm biến được in, các nhà nghiên cứu sử dụng một máy thổi khí, chẳng hạn như máy sấy tóc được đặt ở chế độ mát, để loại bỏ nước được sử dụng làm dung môi trong mực.
“Kết quả là rất sâu sắc,” Cheng nói. "Chúng ta không cần dựa vào nhiệt để nung kết."
Quy trình này cũng thân thiện với môi trường, Cheng nói. Cảm biến vẫn hoạt động mạnh mẽ trong nước ấm trong vài ngày, nhưng vòi sen nước nóng sẽ dễ dàng loại bỏ cảm biến.
Cheng nói: “Nó có thể được tái chế, vì việc loại bỏ không làm hỏng thiết bị. “Và, quan trọng là, việc loại bỏ cũng không làm hỏng da. Điều đó đặc biệt quan trọng đối với những người có làn da nhạy cảm, như người già và trẻ sơ sinh. Thiết bị có thể hữu ích mà không trở thành gánh nặng thêm cho người sử dụng nó hoặc cho môi trường".
Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết. Để có thể đọc thêm nhiều bài viết về thủ thuật công nghệ mới hãy đến bihaku.vn - Trang tin tức về khoa học - cuộc sống hàng đầu.
Với một lớp kim loại giúp cảm biến liên kết, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã in cảm biến trực tiếp lên da người.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát triển một kỹ thuật mới để tạo ra các cảm biến sinh trắc học chính xác, hiệu suất cao.
Cảm biến đeo được đang phát triển từ đồng hồ và điện cực sang các thiết bị có thể uốn cong. Để cung cấp các phép đo sinh trắc học chính xác hơn nhiều và tạo sự thoải mái cho người dùng. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tiến thêm một bước nữa bằng cách in các cảm biến trực tiếp lên da người mà không cần sử dụng nhiệt.
Được dẫn dắt bởi Huanyu “Larry” Cheng, Giáo sư Phát triển Sự nghiệp Dorothy Quiggle tại Bộ Khoa học Kỹ thuật và Cơ học Bang Penn, nhóm đã công bố kết quả của họ trên ACS Applied Materials & Interfaces .
“Trong bài báo này, họ đã giới thiệu một kỹ thuật chế tạo đơn giản nhưng có thể áp dụng rộng rãi với việc sử dụng một lớp trợ giúp liên kết mới để cho phép in trực tiếp cho các cảm biến trên cơ thể,” tác giả đầu tiên Ling Zhang, một nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân, Trung Quốc cho biết và trong phòng thí nghiệm của Cheng.
Cheng và các đồng nghiệp của ông trước đây đã phát triển các bảng mạch in linh hoạt để sử dụng trong các cảm biến đeo được, nhưng việc in trực tiếp trên da đã bị cản trở bởi quá trình liên kết các thành phần kim loại trong cảm biến. Được gọi là thiêu kết, quá trình này thường yêu cầu nhiệt độ khoảng 572 độ F (300 độ C ) để liên kết các hạt nano bạc của cảm biến với nhau.
Cheng nói: “Bề mặt da không thể chịu được nhiệt độ cao như vậy. “Để khắc phục hạn chế này, chúng tôi đã đề xuất một lớp hỗ trợ thiêu kết - thứ không làm tổn thương da và có thể giúp vật liệu kết dính với nhau ở nhiệt độ thấp hơn.”
Bằng cách thêm một hạt nano vào hỗn hợp, các hạt bạc bị thiêu kết ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 212 F (100 C).
“Cái đó có thể được sử dụng để in cảm biến trên quần áo và giấy, điều này rất hữu ích, nhưng nó vẫn cao hơn nhiệt độ da mà chúng ta có thể chịu được,” Cheng nói, người lưu ý rằng khoảng 104 F (40 C) vẫn có thể làm bỏng mô da. “Chúng tôi đã thay đổi công thức của lớp trợ giúp, thay đổi chất liệu in và nhận thấy rằng chúng tôi có thể thiêu kết ở nhiệt độ phòng”.
Lớp hỗ trợ thiêu kết ở nhiệt độ phòng bao gồm hồ rượu polyvinyl - thành phần chính trong mặt nạ có thể lột được - và canxi cacbonat - bao gồm vỏ trứng. Lớp làm giảm độ nhám bề mặt in và cho phép tạo ra một lớp siêu mỏng của các mẫu kim loại có thể uốn cong và gấp lại trong khi vẫn duy trì khả năng cơ điện. Khi cảm biến được in, các nhà nghiên cứu sử dụng một máy thổi khí, chẳng hạn như máy sấy tóc được đặt ở chế độ mát, để loại bỏ nước được sử dụng làm dung môi trong mực.
“Kết quả là rất sâu sắc,” Cheng nói. "Chúng ta không cần dựa vào nhiệt để nung kết."
Quy trình này cũng thân thiện với môi trường, Cheng nói. Cảm biến vẫn hoạt động mạnh mẽ trong nước ấm trong vài ngày, nhưng vòi sen nước nóng sẽ dễ dàng loại bỏ cảm biến.
Cheng nói: “Nó có thể được tái chế, vì việc loại bỏ không làm hỏng thiết bị. “Và, quan trọng là, việc loại bỏ cũng không làm hỏng da. Điều đó đặc biệt quan trọng đối với những người có làn da nhạy cảm, như người già và trẻ sơ sinh. Thiết bị có thể hữu ích mà không trở thành gánh nặng thêm cho người sử dụng nó hoặc cho môi trường".
Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết. Để có thể đọc thêm nhiều bài viết về thủ thuật công nghệ mới hãy đến bihaku.vn - Trang tin tức về khoa học - cuộc sống hàng đầu.