Pasienter på sykehus, eldre mennesker og mennesker med hjerteproblemer kan snart ha på seg midlertidige tatoveringer i stedet for pulsmåler eller pulsoksimeter. Professor Nanshu Lu og et team ved University of Texas ved Austins Cockrell School of Engineering har funnet en måte å raskt trykke billige, bærbare biosensorer på.
Relatert innhold
- Disse støvlene kunne redde en brannmanns liv
Da forskerne så på å bygge tatoveringslignende bærbare, visste de at det var mange smarte, bittesmå sensorer på markedet. Problemet var ikke med teknologien, sier Lu, det var med produksjonsprosessen, som var lang, kjedelig og dyr. Det gjorde det nesten umulig å utvikle engangssensorer for å overvåke helseutfallet midlertidig.
"Ultimate, hvis du tenker på tatoveringslignende elektronikk, er det ingen som ønsker å gjenbruke dem - ikke engang på deg selv - så engangsnaturen er nøkkelen, " sier Lu.
Tidligere hadde lignende sensorer blitt laget ved prosjektering av den mekaniske komponenten, en metallkrets, og deretter integrert den med et tøyelig lim. Prosessen var kostbar og tidkrevende.
Forskerne så på alternative måter å gjøre sprø elektronikk fleksibel og klebrig. Ved å bruke prinsippene for 3D-utskrift fant de ut en måte å bruke en mekanisk kutter til å skjære ut mønstre på et metallplate i stedet for å forme elektronikken i en form.
"Vi begynte å se etter metallplater som er lagt ned på polymerark, i utgangspunktet som aluminiumsfolie laminert på dobbeltsidig tape, " sier Lu. De fant det billige, fleksible metallet overraskende enkelt - i midtgangen til en jernvarehandel. Ting som gullbelagte polymerer brukes som varmerefleksjon i konstruksjonen.
"Vi fant opp en prosess som kan danne skjæremønster på arkene og deretter fjerne de unødvendige delene, " sier hun. "Den resterende delen blir overført trykt på medisinsk tape eller tatoveringslim."
Utskriften tar omtrent 20 minutter, og i motsetning til tidligere metoder for å bygge fleksibel elektronikk, skaper denne minimalt avfall og trenger ikke et spesielt laboratorium. Lu sier at hun ønsker å få kostnader ned til omtrent $ 1 per lapp.
Teamets mål er å integrere flere sensorer og antenner i en lapp med kredittkortstørrelse, som kan overvåke vitale tegn i omtrent en uke og trådløst kommunisere dem til legers og pasienters datamaskiner, nettbrett og smarttelefoner. Avhengig av hvor plasteret er plassert på kroppen, kan det fungere som et elektrokardiogram (EKG), som måler hjerteaktivitet, eller et elektroencefalogram (EEG), som ser på hjernens funksjon. Lappene kan måle hudfuktighet, respirasjonsfrekvens og øyeaktivitet, og til slutt spore blodtrykk og oksygenmetning, for en rekke pasienter, fra gravide til idrettsutøvere.
En av de største utfordringene for masseproduksjon av det bærbare er å gjøre det trådløst, via Bluetooth eller en NFC-brikke. Chip-produsentene har ikke forpliktet seg til å lage brikker lite nok ennå, så Lu og teamet hennes jobber med å utvikle en som måler to kvadratmeter. Når det er sagt, hvis folk er komfortable med at en myntstørrelse trådløs enhet er en del av oppdateringen, kan enheten snart være klar.
"Den kuleste delen er at dette virkelig er en plattformteknologi, " sier Lu. "Du kan fortsette å skyve grensene til skinnene, sensorene eller antennen. Du kan legge til denne plattformen. "
