A mérnökök hő nélkül képesek érzékelőket nyomtatni emberi testrészekre.

A hordozható érzékelők az óráktól, az elektródáktól a hajlítható eszközökig fejlődnek, amely használóinak sokkal kényelmesebbek és sokkal pontosabb biometrikus méréseket képesek produkálni írja a spacedaily.com.

Huanyu Larry Chang fejlesztési professzor vezetésével a kínai Penn Állami Mérnöki Tudományok és Mechanikai Tanszéken az ACS Applied Materials és Inerfaces-ben tette közzé eredményeit. 

Egy általánosan alkalmazható gyártási technológiáról számolunk be, egy új szinterező segédréteg alkalmazásával, amely lehetővé teszi a testérzékelők közvetlen nyomtatását.

mondta Ling Zhang, Cheng laboratóriumi munkatársa. 

Cheng és munkatársai korábban rugalmas nyomtatott áramköri lapokat fejlesztettek ki a viselhető érzékelőkben történő használatra, de a közvetlen bőrre történő nyomtatást akadályozta az érzékelőkben lévő fém alkatrészek kötési folyamata. 

Szinterezésnek hívják azt a folyamatot, amely az érzékelők ezüst nanorészecskékinek összekapcsolásához általában 300 fok körüli hőmérsékletet igényel.

A bőrfelület nyilván nem képes ellenállni ilyen magas hőmérsékletnek -mondta Cheng. Majd hozzátette, hogy ennek a korlátozásnak a kiküszöbölésre javasoltunk egy szinterező segédréteget, olyat, amely nem árt a bőrnek és alacsonyabb hőmérsékleten tudja segíteni az anyag színterezését. 

Ha nanorészecskéket adunk a keverékhez, az ezüst részecskék alacsonyabb hőmérsékleten, körülbelül 100 fokon egyesülnek. 

Ezt fel lehet használni az érzékelők ruházatra vagy papírra történő nyomtatásaként, ami ugyan hasznos de még mindig magasabb hőmérsékletű mint amit a bőr károsodás nélkül elbírna. Körülbelül 40 fok még mindig megégetheti a bőr szöveteit.

Megváltoztattuk a segédréteg képletét, megváltoztattuk a nyomtatási anyagot és megállapítottuk, hogy szobahőmérsékleten szinterezhetünk.

mondta Cheng. 

A szobahőmérsékleten színterező segédréteg a polivinil paszta - a lehúzható arcmaszk fő összetevője - a kalcium karbonát amelyet a tojáshéj is tartalmaz. A réteg csökkenti a nyomtatási felület érdességét és ultravéskony fém mintázatú réteget tesz lehetővé, amely hajlítható, mindeközben megőrzi az elektromechanikai képességeket. Az érzékelő kinyomtatásakor a kutatók légfúvóval, például hidegre állított hajszárítóval távolítják el a tinta oldószereként használt vizet. 

Az eredmény lenyűgöző - mondta Cheng. A szinterezéshez nem kell a hőre hagyatkoznunk, hozzátette. 

Az érzékelők képesek pontosan és folyamatosan rögzíteni a hőmérsékletet, a páratartalmat, a vér oxigén szintjét és a szív teljesítményének jeleit. A kutatók képesek voltak egy vezeték nélküli hálózathoz csatlakoztatni a testre nyomtatott érzékelőket.

A folyamat egyébként környezetbarát. Az érzékelő néhány napig megmarad és forró vízzel lemosható.

A készülék újrahasznosítható az eltávolítás nem károsítja sem az eszközt sem a bőrt -mondta Cheng. Ez különösen fontos az érzékenybőrű embereknek mint például az idősek vagy a csecsemők. Az eszköz hasznos és biztonságos lehet anélkül, hogy külön terhelést jelentene használójának. 

A kutatók most azon dolgoznak, hogy szükség szerint specifikus eszközt készítsenek például COVID-19 hez kapcsolódó sajátos tüneteket érzékeljen.