皮肤绘制电子产品为可穿戴显示器提供突破

2020-08-02 08:45:21

休斯顿大学(University Of Houston)机械工程副教授比尔·D·库克(Bill D.Cook)领导的一个研究小组开发了一种被称为“皮肤上绘画电子产品”的新形式的电子产品,可以用墨水笔在皮肤上绘制多功能传感器和电路。

研究人员在“自然通讯”(Nature Communications)上报道,这项进步允许收集更精确、无运动伪影的健康数据,解决了长期存在的问题,即当受试者运动时,通过可穿戴设备收集精确的生物数据。

当你的FitBit记录的是4000步而不是4200步时,不精确度可能并不重要,但设计用于检查心脏功能、体温和其他物理信号的传感器必须准确,才能用于诊断和治疗。

这种在皮肤上绘制的电子设备能够无缝地收集数据,无论佩戴者的动作如何。

它们还提供了其他优点,包括不需要专用设备的简单制造技术。

“它的应用就像你用钢笔在一张纸上写字一样,”俞敏洪说。“我们准备了几种电子材料,然后用钢笔分发。出来的时候,它是液体的。但就像纸上的墨水一样,它干得很快。“。

可穿戴生物电子产品-以附着在皮肤上的柔软、灵活的贴片的形式-已经成为通过跟踪佩戴者的生理信息来监测、预防和治疗疾病和伤害的重要方式。但是,即使是最灵活的可穿戴设备也受到运动伪影的限制,或者当传感器不能准确地随着皮肤移动时,收集数据的困难。

这种在皮肤上绘制的电子产品可以进行定制,以收集不同类型的信息,俞敏洪表示,预计在无法接触复杂设备的情况下,包括在战场上,它将特别有用。

他说,这些电子设备能够跟踪肌肉信号、心率、温度和皮肤水分,以及其他物理数据。研究人员还报告说,这种在皮肤上绘制的电子设备已经证明了加速伤口愈合的能力。

除俞敏洪外,参与该项目的研究人员还包括来自休斯顿大学的Faheem Ershad、Anish Thukral、Phillip Comeaux、卢云涛、申贤锡、Kyoseung Sim、Nam-in Kim、周玉饶、罗斯·格瓦拉、路易斯·孔特雷拉斯、潘凤娇、张永草、管颖诗、杨品毅、王旭和王鹏,以及来自休斯顿大学的岳继平和吴晓阳。

画在皮肤上的电子产品实际上由三种油墨组成,分别是导体、半导体和电介质。

研究人员写道:“电子墨水,包括导体、半导体和电介质,可以按需以自由形式绘制,以开发晶体管、应变传感器、温度传感器、加热器、皮肤水合传感器和电生理传感器等设备。”

这项研究得到了海军研究办公室和美国国立卫生研究院的支持。