Công nghệ thiết bị đeo đã có một bước tiến khổng lồ, đưa chúng ta đến gần hơn với một tương lai nơi các thiết bị điện tử hòa quyện với cơ thể chúng ta gần như vô hình. Chúng ta không còn chỉ nói về đồng hồ thông minh hay thiết bị theo dõi thể dục nữa, mà là về... các thiết bị điện tử cực mỏng Những cảm biến này bám dính trực tiếp vào da. Một nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học Vật liệu Madrid, thuộc CSIC (Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Tây Ban Nha), đã dẫn đầu một bước đột phá cho phép sản xuất các cảm biến này một cách kinh tế và trên quy mô lớn, bằng cách sử dụng một khái niệm mà tất cả chúng ta đều biết từ thời thơ ấu: nhãn dán.
Hệ thống mới này, được mô tả chi tiết trong tạp chí khoa học danh tiếng ACS Nano, được giới thiệu như một giải pháp lý tưởng cho y học cá nhân hóa. cảm biến dễ uốn và linh hoạtChúng có khả năng thích ứng với các bề mặt gồ ghề hoặc cong, chẳng hạn như khớp hoặc mô sinh học, mà không làm giảm hiệu suất điện. Dự án này được hỗ trợ bởi một sáng kiến của châu Âu và hứa hẹn sẽ phổ biến rộng rãi các công cụ chẩn đoán liên tục nhờ vào tính dễ sản xuất của nó.
Cảm biến bám dính như decal nước
Điểm mấu chốt của phát minh này nằm ở việc sử dụng giấy chuyển nhiệt thương mại, loại giấy tương tự được dùng cho hình xăm tạm thời của trẻ em. Theo Andrés Castellanos-Gómez, trưởng nhóm nghiên cứu của dự án, những loại giấy này... các chất nền rất thú vị cho ngành điện tử Những thiết bị này hiện đang được sử dụng vì chúng tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển các mạch điện phức tạp lên các bề mặt khó bám dính như thủy tinh, nhựa, hoặc thậm chí cả da người. Khi giấy được làm ẩm, mạch điện sẽ tách ra và bám dính chính xác vào vị trí mong muốn.
Để tạo ra những hình xăm này, các nhà khoa học đã sử dụng vật liệu van der Waals, là chất bán dẫn chỉ có hai chiều. Ưu điểm của phương pháp này là nó cho phép sản xuất các bộ tách sóng quang và bóng bán dẫn Chúng hoạt động ở điện áp thấp và có độ nhạy cao. Không giống như các phương pháp thí nghiệm khác chậm và tốn kém, kỹ thuật này tận dụng các vật liệu liên kết với nhau, duy trì các đặc tính của chúng ngay cả khi bề mặt mà chúng nằm trên đó liên tục bị biến dạng hoặc di chuyển.
Một phương pháp sản xuất hiệu quả và có khả năng mở rộng
Sự đổi mới kỹ thuật thực sự đến từ một quy trình được các nhà nghiên cứu Tây Ban Nha cấp bằng sáng chế, gọi là bóc tách cơ học cuộn-sang-cuộn. Hệ thống này sử dụng hai xi lanh đối diện nhau để xử lý Phương pháp này sử dụng vật liệu khô, tránh sử dụng dung môi lỏng thường làm giảm chất lượng linh kiện điện tử. Đây là một giải pháp sạch hơn và hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp bay hơi hóa học hoặc in ấn truyền thống, vốn đòi hỏi cơ sở hạ tầng rất đắt tiền mà không phải trung tâm nào cũng có đủ khả năng chi trả.
Nhờ quy trình này, có thể tạo ra các màng bán dẫn lớn sẵn sàng cho quá trình chuyển giao. Việc sử dụng molypden disulfua đã được chứng minh là hiệu quả. đặc biệt hiệu quả trong các thiết bị nàyĐiều này cho phép các điện trở nhiệt và các cảm biến khác đo nhiệt độ hoặc hoạt động cơ bắp với độ chính xác đáng kinh ngạc. Vì đây là một quy trình có thể mở rộng, việc chuyển đổi từ nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm sang sản xuất công nghiệp dường như ngày càng trở nên cận kề, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng nó trong bệnh viện và trung tâm thể thao.
Ngoài ứng dụng trên da: ứng dụng trong thực vật và dệt may
Mặc dù ứng dụng trong y tế là rõ ràng nhất, nhưng khả năng của những hình xăm điện tử này không chỉ dừng lại ở đó. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những mạch điện này có thể... đã được chuyển thành công sang tờ giấy Được làm từ thực vật và da tổng hợp, điều này mở ra cánh cửa cho các ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp hoặc ngành công nghiệp thời trang thông minh. Hãy tưởng tượng một chiếc áo phông có khả năng ghi lại các chỉ số sinh học của bạn mà không cần dây dẫn hoặc các cảm biến cứng nhắc gây vướng víu khi bạn di chuyển; đó chính xác là mục tiêu của loại thiết bị điện tử thế hệ mới này.
Nền tảng công nghệ này có tiềm năng thay đổi cách chúng ta tương tác với môi trường và sức khỏe của chính mình. Sự kết hợp giữa các vật liệu tiên tiến với các chiến lược chuyển giao đơn giản như vậy Giống như các cảm biến trên nhãn dán, điều này cho phép chúng ta có một hệ thống thiết thực và hiệu quả cao. Trong một thế giới mà tính tức thời của dữ liệu là yếu tố then chốt, việc có các cảm biến kín đáo tích hợp tự nhiên vào cơ thể người sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc theo dõi bệnh nhân mắc bệnh mãn tính và cải thiện việc phòng ngừa bệnh tật thông qua việc theo dõi liên tục và không thể nhận biết được.