Ученые из Техасского университета в Остине научились создавать наносимые на кожу графеновые сенсоры. В них слой графена скреплен со смываемым водой материалом, таким образом сенсор можно нанести на кожу так же, как наносятся «переводные татуировки»: приклеив и промыв водой. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.

Замеряя параметры кожи можно узнать многое о процессах, происходящих в организме. К примеру, по ней можно судить об активности сердца или мозга — для этого на человеке обычно закрепляют металлические электроды. Но они могут сильно сдавливать кожу и заставлять пациента испытывать дискомфорт, или плохо прилегать к коже и уменьшать поверхность контакта. В последнее время ученые экспериментируют с сенсорами-наклейками, которые наносятся прямо на кожу, как правило для этого они используют металл — к примеру, золото.

Shideh Kabiri Ameri et al., / ACS Nano

Американские исследователи решили использовать для той же цели другой проводящий материал — графен. Поскольку просто нанести графеновый монослой на кожу или вырастить его прямо на ней невозможно, ученые использовали более сложную схему. Сначала графен выращивается на медной подложке, затем на графен наносится полимер, а медь удаляется. Для того, чтобы «татуировку» было легко наносить на кожу, на нее нанесли специальную переводную бумагу. После того, как человек прижмет наклейку графеновой стороной к коже, ее можно закрепить с помощью воды подобно тому, как наносятся переводные татуировки.

Схема создания графеновой «татуировки». Графеновый слой сначала выращивается на медной подложке, затем переносится на полимерные пленки, после чего наносится на кожу. Shideh Kabiri Ameri et al. / ACS Nano, 2017

Исследования на сканирующем электронном микроскопе показали, что более половины графена представлено в виде монослоя толщиной в один углеродный атом. Суммарная толщина «татуировки» составляет менее половины микрометра, а прозрачность составляет около 85 процентов. За счет этого, а также того, что ее эластичность выше, чем у кожи, такая наклейка практически незаметна для человека. Также исследователи показали и практические применения такого материала для снятия физиологических показателей, к примеру пульса или температуры.

Многие ученые занимаются созданием накожной электроники. Например, полимерных транзисторов-тянучек, почти не теряющих своих свойств при растяжении. Другие исследователи занимаются созданием электроники прямо на теле, печатая ее с помощью специального 3D-принтера на коже.

Автор: Григорий Копиев