Obwody drukowane bezpośrednio na skórze. Pomogą w walce z koronawirusem

Otaczająca nas elektronika robi się coraz mniejsza i coraz lepiej potrafimy ją zintegrować z naszym ciałem. Oto kolejny wynalazek, który może pomóc monitorować objawy zakażenia koronawirusem.

W serwisie ACS Applied Materials & Interfaces pojawiły się wyniki badań zespołu naukowców z Penn State University. Jak twierdzą, udało im się stworzyć obwody nadające się do noszenia bezpośrednio na powierzchni ludzkiej skóry, w celu monitorowania wskaźników zdrowotnych, takich jak temperatura, poziomu tlenu we krwi, tętna czy ciśnienie krwi.

Bezpośrednie drukowanie obwodów na skórze jak dotąd mogło brzmieć absurdalnie. Aby połączyć wszystkie niezbędne elementy czujnika, należy wykorzystać temperatury sięgające blisko 300 stopni Celsjusza, co byłoby zabójstwem dla skóry człowieka. Jednakże naukowcy Peng He, Weiwei Zhao, Huanyu Cheng i ich współpracownicy zdołali znaleźć rozwiązanie.

A to okazało się dziecinnie proste. Zaproponowali położenie na skórze warstwy, która pozwala na tzw. "spiekanie" przy znacznie niższej temperaturze. Warstwa wspomagająca spiekanie w temperaturze pokojowej składa się z pasty z polialkoholu winylowego - głównego składnika maseczek na twarz do peelingu - oraz węglanu wapnia - który pozyskano ze skorupek jaj.

Dzięki dodaniu jej do mieszanki srebra udało się osiągnąć proces spiekania przy temperaturze pokojowej, praktycznie nieodczuwalny dla skóry. Co więcej, obwód jest całkowicie ekologiczny i można się go pozbyć w ciągu kilku chwil. Czujnik pozostaje wytrzymały w letniej wodzie przez kilka dni, ale myjąc ręce w gorącej wodzie, z łatwością go usuniemy.

Ale zanim do tego doszli, sporo się namęczyli. Najpierw udało im się zejść do 100 stopni Celsjusza, ale to nadal za dużo dla ludzkiej skóry. "Można to wykorzystać do drukowania czujników na odzieży i papierze, co jest przydatne, ale nadal jest wyższe, niż możemy wytrzymać w temperaturze skóry” - powiedział Cheng, który zauważył, że nawet około 104 F (40 C) może nadal spalać tkankę skóry.

Czujniki mogą przede wszystkim mierzyć wymienione wcześniej podstawowe wskaźniki zdrowotne, czyli temperaturę, poziomu tlenu we krwi, tętno czy ciśnienie krwi. Na samych pomiarach jednak się nie skończy. Podłączenie czujników do sieci bezprzewodowej nie będzie stanowić problemu.

Naukowcy planują rozwijać technologię tak, aby można było ją skierować na konkretne zastosowania, w zależności od potrzeb. Aktualnie, pierwszym z ich celów jest stworzenie systemu monitorowania objawów związanych z chorobą COVID-19, powodowaną przez koronawirusa SARS-CoV-2. Niewykluczone, że w przyszłości to rozwiązanie pomoże w rozwoju robotyki.