مواد اولترا نرم برای توسعه دستگاه‌های بیوالکترونیکی پوشیدنی روی پوست

با توجه به سرطان، دیابت و بیماری قلبی در میان علل اصلی ناتوانی و مرگ در ایالات متحده، یک راه حل نظارتی طولانی مدت در خانه را تصور کنید که می تواند این بیماری های مزمن را زود تشخیص دهد و به مداخلات به موقع منجر شود.

ژنگ یان و تیمی از محققان دانشگاه میسوری ممکن است راه حلی داشته باشند. آنها یک ماده فوق نرم “پوست مانند” ایجاد کرده اند -; که هم قابل تنفس و هم قابل کشش است – برای استفاده در توسعه یک دستگاه بیوالکترونیک پوشیدنی روی پوست که قادر به ردیابی همزمان چندین علامت حیاتی مانند فشار خون، فعالیت الکتریکی قلب و هیدراتاسیون پوست است.

هدف کلی ما کمک به بهبود زیست سازگاری طولانی مدت و دقت طولانی مدت بیوالکترونیک های پوشیدنی از طریق نوآوری این ماده متخلخل اساسی است که دارای خواص جدید بسیاری است.

ژنگ یان، استادیار گروه مهندسی شیمی و زیست پزشکی و گروه مهندسی مکانیک و هوافضا

این ماده که از یک کامپوزیت الاستومر مایع-فلز ساخته شده است، ویژگی اصلی این ماده خواص نرم پوست مانند آن است.

یان گفت: «این دستگاه فوق‌العاده نرم و قابل کشش است، بنابراین وقتی دستگاه بر روی بدن انسان قرار می‌گیرد، از نظر مکانیکی برای کاربر نامحسوس خواهد بود». “شما نمی توانید آن را احساس کنید، و احتمالا آن را فراموش خواهید کرد. این به این دلیل است که وقتی چیزی روی پوست آنها کشیده می شود، می توانند حدود 20 کیلو پاسکال یا بیشتر فشار را احساس کنند، و این ماده فشار کمتری از آن ایجاد می کند.”

خواص ضد باکتری و ضد ویروسی یکپارچه آن همچنین می تواند به جلوگیری از تشکیل پاتوژن های مضر روی سطح پوست زیر دستگاه در طول استفاده طولانی مدت کمک کند.

یان گفت: «ما آن را جداسازی مکانیکی و الکتریکی می‌نامیم، بنابراین وقتی مواد کشیده می‌شوند، تنها یک تغییر کوچک در عملکرد الکتریکی در حین حرکت انسان ایجاد می‌شود و دستگاه همچنان می‌تواند سیگنال‌های بیولوژیکی با کیفیت بالا را از بدن انسان ضبط کند.» .

در حالی که سایر محققان بر روی طرح‌های مشابهی برای کامپوزیت‌های الاستومری فلز مایع کار کرده‌اند، یان گفت که تیم MU رویکرد جدیدی دارد، زیرا مواد تنفس‌پذیر “متخلخل” آنها می‌تواند از نشت فلز مایع در هنگام کشیده شدن مواد در بدن انسان جلوگیری کند. حرکت می کند.

این کار بر روی اثبات مفهومی موجود تیم استوار است، همانطور که در کار قبلی آنها از جمله یک مانیتور قلب در حال حاضر در حال توسعه نشان داده شده است. در آینده، Yan امیدوار است که داده‌های بیولوژیکی جمع‌آوری‌شده توسط دستگاه به صورت بی‌سیم به گوشی هوشمند یا وسایل الکترونیکی مشابه منتقل شود تا در آینده با متخصصان پزشکی به اشتراک گذاشته شود.