Носимые датчики распечатали на коже без нагрева

Носимые датчики становятся все ближе. Теперь ученым удалось напечатать их прямо на коже. Эти устройства могут измерять пульс, температуру, влажность и уровень кислорода в крови.

Ранее ученые создали гибкие печатные платы, которы можно использовать в носимых датчиках. Однако печать такими материалами непосредственно на коже была невозможна, так как металлические элементы в датчике необходимо было соединить между собой, что требовало нагрева до 300 °C. Очевидно, что кожа человека не выдержит такой температуры.

Чтобы обойти это ограничение, ученые решили добавить к носимому датчику слой из поливинилового спирта (ПВС) и карбоната кальция. О результатах своего исследования ученые сообщили в статье журнала ACS Applied Materials & Interfaces. Слой, который создали исследователи, уменьшает шероховатость поверхности и позволяет наносить на нее ультратонкие металлические узоры, которые могут сгибаться и складываться, сохраняя при этом высокую проводимость.

При печати датчика по такой технологии ученым требуется нагреть материал всего до 40 °C — это не так много и практически незаметно для нашей кожи. Однако в качестве растворителя в новых чернилах использовалась вода, поэтому исследователям необходимо было использовать фен для охлаждения поверхности и более быстрого удаления воды с нее.

Полученные носимые устройства смогли в опытах точно измерять температуру, влажность, уровень кислорода в крови и ритм сердца в непрерывном режиме. Исследователи также попробовали связать датчики на теле в беспроводную сеть, чтобы измерять сразу несколько показателей и соотносить их между собой в реальном времени.

«Свести» такой напечатанный датчик, согласно ученым, можно под горячим душем. Обычная теплая вода не смывает его, но нагрев выше 40 °C полностью удалит устройство с вашего тела. По словам авторов, новые датчики могут использоваться, в том числе, для мониторинга симптомов различных заболеваний, обычная дифференциальная диагностика которых очень сложна.