Sensori e circuiti multifunzionali sulla pelle


Sensori e circuiti multifunzionali sulla pelle

Sviluppata una nuova forma di elettronica nota come “elettronica disegnata sulla pelle” (drawn-on-skin electronics), che consente di creare sensori e circuiti multifunzionali sulla pelle con una penna.

Un team di ricercatori guidato dal dottor Cunjiang Yu, (1) professore associato di ingegneria meccanica presso l'Università di Houston, Bill D. Cook, ha sviluppato una nuova forma di elettronica nota come “elettronica disegnata sulla pelle” (drawn-on-skin electronics), che consente di creare sensori e circuiti multifunzionali sulla pelle con una penna.

L'avanzamento, riportano i ricercatori in Nature Communications, (2) consente la raccolta di dati sanitari più precisi e privi di artefatti da movimento, risolvendo il problema di lunga data della raccolta di dati biologici precisi attraverso un dispositivo indossabile quando il soggetto è in movimento.

L'elettronica disegnata sulla pelle è in grado di raccogliere dati senza soluzione di continuità, indipendentemente dai movimenti di chi li indossa. Inoltre, offre anche altri vantaggi, tra cui semplici tecniche di fabbricazione che non richiedono attrezzature dedicate.

«Si applica come se si usasse una penna per scrivere su un pezzo di carta», ha detto il dottor Cunjiang Yu. «Prepariamo diversi materiali elettronici e quindi utilizziamo le penne per erogarli. Quando si espelle dalla penna è liquido. Ma come l'inchiostro sulla carta, si asciuga molto rapidamente.»

La bioelettronica indossabile, sotto forma di cerotti morbidi e flessibili attaccati alla pelle, è diventata una importante metodologia per monitorare, prevenire e curare malattie e lesioni controllando le informazioni fisiologiche di chi le indossa. Ma anche i dispositivi indossabili più flessibili sono limitati da artefatti da movimento o dalla difficoltà che si presenta nel raccogliere dati quando il sensore non si muove esattamente con la pelle.

L'elettronica disegnata sulla pelle, che è in realtà composta da tre inchiostri, che fungono da conduttore, semiconduttore e dielettrico, può essere personalizzata per raccogliere diversi tipi di informazioni. Secondo Cunjiang Yu, dovrebbe essere particolarmente utile in situazioni in cui non è possibile accedere a attrezzature sofisticate, anche su un campo di battaglia.

«L'elettronica è in grado di tracciare i segnali muscolari, la frequenza cardiaca, la temperatura e l'idratazione della pelle, tra gli altri dati fisici», ha detto il ricercatore. Gli scienziati hanno anche riferito che l'elettronica disegnata sulla pelle ha dimostrato la capacità di accelerare la guarigione delle ferite.

«Gli inchiostri elettronici, inclusi conduttori, semiconduttori e dielettrici, sono disegnati su richiesta in modo libero per sviluppare dispositivi come transistor, sensori di deformazione, sensori di temperatura, riscaldatori, sensori di idratazione della pelle e sensori elettrofisiologici», hanno scritto i ricercatori.

Oltre al dottor Yu, i ricercatori coinvolti nel progetto includono Faheem Ershad, Anish Thukral, Phillip Comeaux, Yuntao Lu, Hyunseok Shim, Kyoseung Sim, Nam-In Kim, Zhoulyu Rao, Ross Guevara, Luis Contreras, Fengjiao Pan, Yongcao Zhang, Ying -Shi Guan, Pinyi Yang, Xu Wang e Peng Wang, tutti dell'Università di Houston, e Jiping Yue e Xiaoyang Wu dell'Università di Chicago.

Questa ricerca è supportata dall'Office of Naval Research e dal National Institutes of Health.

Riferimenti:

(1) Cunjiang Yu

(2) Ultra-conformal drawn-on-skin electronics for multifunctional motion artifact-free sensing and point-of-care treatment

Descrizione foto: Una nuova forma di elettronica nota come “elettronica disegnata sulla pelle” (drawn-on-skin electronics) consente di disegnare sensori e circuiti multifunzione sulla pelle con una penna. - Credit: University of Houston.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: ‘Drawn-on-Skin’ Electronics Offer Breakthrough in Wearable Monitors

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