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Tatuaggi elettronici adesivi
I ricercatori hanno realizzato un'elettronica estensibile e ultrasottile che aderisce alla pelle come un tatuaggio temporaneo e può misurare l'attività elettrica dal corpo. Questi tatuaggi elettronici potrebbero consentire ai medici di diagnosticare e monitorare condizioni come l'aritmia cardiaca o i disturbi del sonno in modo non invasivo.
Pizzicami: Questi microelettronica sono in grado di incresparsi, piegarsi e torcersi insieme alla pelle, anche se viene pizzicata, senza rompersi o staccarsi.
John A. Rogers, professore di scienze dei materiali presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, ha sviluppato un prototipo in grado di replicare le capacità di monitoraggio di ingombranti elettrocardiogrammi e altri dispositivi medici che normalmente sono limitati a un ambiente clinico o di laboratorio. Questo lavoro è stato presentato oggi in Scienza .
Per ottenere un'elettronica flessibile ed estensibile, Rogers ha utilizzato un principio che aveva già utilizzato per ottenere flessibilità nei substrati. Ha realizzato i componenti, tutti composti da materiali tradizionali ad alte prestazioni come il silicio, non solo incredibilmente sottili, ma anche strutturati in una forma a serpentina che consente loro di deformarsi senza rompersi. Il risultato, dice Rogers, è che l'intero sistema assume questo tipo di layout a ragnatela.
In passato, afferma Rogers, era in grado di creare dispositivi flessibili ma non estensibili o estensibili ma non flessibili. In particolare, il suo lavoro precedente era limitato dal fatto che le parti elettroniche dei suoi progetti non potevano flettersi e allungarsi tanto quanto il substrato su cui erano montate.
Il tatuaggio elettronico raggiunge le proprietà meccaniche della pelle, che può resistere a torsioni, colpi e strappi senza rompersi. Il tatuaggio di Rogers può anche conformarsi alla topografia della pelle e allungarsi e spostarsi con essa. Può essere indossato per lunghi periodi senza produrre l'irritazione che spesso deriva dai nastri adesivi e dall'elettronica rigida. Sebbene i test preliminari di Rogers abbiano coinvolto un substrato su misura, ha anche dimostrato che l'elettronica potrebbe essere montata su un tatuaggio temporaneo disponibile in commercio.
Il prototipo era dotato di elettrodi per misurare i segnali elettrici prodotti dall'attività muscolare e cerebrale. Questo potrebbe essere utile per la diagnosi non invasiva dell'apnea notturna o per il monitoraggio dell'attività cardiaca dei neonati prematuri. Potrebbe anche essere possibile, dice Rogers, usare i tatuaggi per stimolare i muscoli dei pazienti di riabilitazione fisica, sebbene questo uso non sia stato dimostrato nel documento.
Per dimostrare il potenziale del dispositivo come interfaccia uomo-computer, Rogers ha montato uno dei tatuaggi sulla gola di una persona e ha utilizzato le misurazioni dell'attività elettrica nei muscoli della gola per controllare un gioco per computer. Il segnale dal dispositivo conteneva informazioni sufficienti per consentire al software di distinguere tra le parole pronunciate sinistra, destra, su e giù per controllare un cursore sullo schermo.
Il dispositivo includeva sensori per temperatura, deformazione e segnali elettrici dal corpo. Ospitava anche LED per fornire un feedback visivo; fotorivelatori per misurare l'esposizione alla luce; e minuscoli trasmettitori e ricevitori radio. Il dispositivo è abbastanza piccolo da richiedere solo minuscole quantità di energia, che può raccogliere tramite minuscole celle solari e tramite una bobina wireless che riceve energia da un trasmettitore vicino. Rogers spera di costruire una sorta di capacità di accumulo di energia, come una minuscola batteria, nel prossimo futuro. I ricercatori stanno anche lavorando per rendere il dispositivo wireless .
In definitiva, dice Rogers, vogliamo avere un'integrazione molto più intima con il corpo, oltre al semplice montaggio di qualcosa molto vicino alla pelle. Spera che i suoi dispositivi alla fine saranno in grado di utilizzare le informazioni chimiche dalla pelle oltre alle informazioni elettriche.