ابداع روشی جدید برای چاپ حسگرهای بیومتریک روی پوست

گروهی از محققان، موفق به ارائه روش جدیدی در تولید حسگرهای پوستی بیومتریک شدند. عموما برای تولید حسگرهای بیومتریک، درجه حرارت بسیار بالایی نیاز است، اما در روش جدید، به راحتی و بدون نیاز به دمای بالا می‌توان حسگر پوستی قابل بازیافت به چرخه طبیعت تولید کرد.

حسگرهای بیومتریک عموما در گجت‌های پوشدنی همچون ساعت‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند تا اطلاعات مختلفی از جمله درجه حرارت بدن، سطح اکسیژن خون و ضربان قلب را پایش کنند. گروهی از محققان موفق شدند با روش جدیدی و بدون نیاز به حرارت بالا، حسگرهای بیومتریک روی پوست بدن انسان تولید کنند.

«لینگ ژانگ» و همکارانش  در موسسه فناوری «هاربین» چین پیشتر نیز روی توسعه مدارهای چاپی انعطاف پذیر برای استفاده در حسگرهای پوشیدنی کار کرده‌اند. وجود قطعات فلزی در حسگرها، مانع از چاپ مستقیم روی پوست می‌شود. فرآیند این پروسه عموما در دمای حدود 572 درجه فارنهایت (300 درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود تا نانو ذرات نقره حسگر به یکدیگر متصل شوند. چنگ اعلام کرد:

«بدیهی است سطح پوست نمی‌تواند چنین دمای بالایی را تحمل کند. برای از میان برداشتن این محدودیت، نیاز به حضور لایه کمکی دیگری وجود دارد که به پوست آسیب نرساند.»

با افزودن ذرات نانو، می‌توان فرآیند را در دمای پایین‌‌تری و در حدود 100 درجه سانتیگراد نیز به انجام رساند. در نتیجه، از این روش برای چاپ حسگر روی لباس و کاغذ نیز می‌توان استفاده کرد.

با کاهش درجه حرارت فرآیند چاپ حتی تا 40 درجه سانتی‌گراد، کماکان به پوست آسیب می‌رسد. استفاده از لایه کمکی و تغییر مواد مورد استفاده، می‌تواند مشکل را حل کند.

محققان در تولید این لایه اضافی، از موادی همچون خمیر پلی وینیل الکل و کربنات کلسیم کمک گرفتند. استفاده از این مواد کمک می‌کند که ناهمواری سطح چاپ کاهش پیدا کند و در نهایت امکان تولید لایه‌ای فوق العاده نازک با قابلیت انعطاف پذیری فراهم می شود.

هنگامی که حسگر چاپ می‌شود، محققان از ابزار دمنده هوا مانند سشوار استفاده می‌کنند تا آبی که به عنوان حلال به کار برده شده را خشک کنند. در نتیجه دیگری نیاز به حرارت بالا و گرمادهی وجود نخواهد داشت. حسگرهای جدید می‌توانند درجه حرارت بدن، میزان رطوبت پوست و سطح اکسیژن خون را در کنار ضربان قلب پایش کنند. حسگر در مقابل برخورد با آب خنک آسیبی نمی‌بیند ولی با دوش آب گرم به راحتی از بین می‌رود.

مواد تشکیل دهنده حسگر پوستی قابلیت بازیافت دارند و به چرخه طبیعت بازمی‌گردند. از همه مهمتر به پوست آسیبی نمی‌رسانند. درنتیجه برای افرادی که پوست حساسی دارند و خصوصا برای استفاده نوزادان و افراد مسن بسیار مناسب خواهد بود. محققان درنظر دارند از این فناوری جهت پایش علایم بیماری کرونا نیز کمک بگیرند.