Электронная кожа против громоздких сенсоров

Ученые-материаловеды из университета Иллиноис создали «Электронную кожу» (‹Electronic skin›), сообщает журнал Nature. Ее толщина менее 40 мкм, на поверхности кожи она держится за счет Ван-дер-Ваальсовых сил

.

Эта группа ученых уже 15 лет работает над созданием гибкой электроники, и совсем недавно занялась вопросом создания устройств, которые «копируют» поведение кожи человека. Образец электронной кожи, созданный Джоном Роджерсом (John Rogers) и его коллегами – это гибкая сетка из пктивных и пассивных компонентов – это тензометрические датчики, датчики температуры, датчики для снятия электрокардиограммы и электромиограммы, LED (AlInGaP, InGaN), транзисторы, кремниевые диоды, резисторы, индуктивности и емкости.

• В качестве источников питания используют фотоэлементы или специальные устройства беспроводной индуктивной передачи электроэнергии (например, для питания LED). Гибкая сетка помещается на подложку из полиэстера. Считается, что этот материал лучше всего подходит для гибкой электроники. Пока что электронную кожу можно использовать только в течение нескольких дней (или в течение суток для контроля состояния здоровья пациента), дальше этому препятствует процесс естественного отслоения клеток эпителия.

С помощью электронной кожи можно следить за работой сердца, мозга и мышечными сокращениями также, как это можно делать с помощью обычных электродов. Электронная кожа подходит для контроля состояния здоровья как взрослого человека, так и недоношенного ребенка. В перспективе у электронной кожи множество применений. Например, закрепив устройство на гортани и следя за мышечными сокращениями, можно подарить «электронный голос» человеку, у которого проблемы с гортанью и голосовыми связками. Уже сейчас, закрепив электронную кожу на гортани, можно передать наш голос в компьютерную игру. Еще идет плотное сотрудничество с физиотерапевтами. Интересен вопрос, можно ли с помощью электронной кожи вызвать сокращения мышц в атрофированных частях тела.

• Ученые работают над модернизацией устройства. В электронную кожу планируется встроить пьезоэлектрические датчики, которые будут работать за счет движения тела человека, а встроенные беспроводные устройства связи позволят передавать и принимать информацию с датчиков электронной кожи на расстоянии. К сожалению, стоимость производства электронной кожи пока еще слишком высока. Однако ученые надеются, что в ближайшем будущем ее можно будет снизить.

С полной статьей Epidermal Electronics можно познакомиться в журнале Science.

Павел Клюев

Electronic skin could replace bulky electrodes