Носимая электроника, которая отслеживает частоту сердечных сокращений и другие важные для здоровья сигналы, в последние годы достигла прогресса, при этом в гаджетах следующего поколения используются легкие, высокоэластичные материалы, прикрепляемые непосредственно к коже для более чувствительных и точных измерений. Однако, хотя ультратонкие пленки и резиновые листы, используемые в этих устройствах, прилипают и хорошо прилегают к коже, их отсутствие воздухопроницаемости считается небезопасным для длительного использования: дерматологические тесты показывают, что тонкие, растяжимые материалы предотвращают потоотделение и блокируют поток воздуха вокруг кожи. , вызывая раздражение и воспаление, что в конечном итоге может привести к длительным физиологическим и психологическим последствиям.
«Мы узнали, что устройства, которые можно носить в течение недели или дольше для непрерывного мониторинга, необходимы для практического использования в медицинских и спортивных приложениях», — говорит профессор Такао Сомея из Высшей инженерной школы Токийского университета, исследовательская группа которого ранее разработала -кожный пластырь, измеряющий кислород в крови.В текущем исследовании группа разработала электрод, построенный из наноразмерных сеток, содержащих водорастворимый полимер, поливиниловый спирт (ПВС) и слой золота — материалы, которые считаются безопасными и биологически совместимыми с телом. Устройство можно наносить путем распыления небольшого количества воды, которая растворяет нановолокна ПВС и позволяет ему легко прилипать к коже — оно легко соответствует криволинейным поверхностям кожи человека, таким как поры пота и выступы указательного пальца. образец отпечатка пальца.
Затем исследователи провели тест на кожных пластырях на 20 предметах и не обнаружили воспаления на коже участников после того, как они носили устройство в течение недели. Группа также оценила проницаемость для водяного пара проводника из наночастиц — наряду с проницаемостью других подложек, таких как ультратонкая пластиковая фольга и тонкий резиновый лист — и обнаружила, что его пористая сетчатая структура демонстрирует лучшую газопроницаемость по сравнению с таковой у другие материалы.
Кроме того, ученые доказали механическую прочность устройства путем многократного изгиба и растяжения, превышающего 10 000 раз, проводника, прикрепленного к указательному пальцу; они также установили его надежность в качестве электрода для записи электромиограмм, когда его показания электрической активности мышц были сопоставимы с показаниями, полученными с помощью обычных гелевых электродов.«Становится возможным контролировать жизненные показатели пациентов, не вызывая стресса или дискомфорта», — говорит Сомея о будущих последствиях исследования команды.
В дополнение к уходу за больными и медицинским приложениям новое устройство обещает обеспечить непрерывный и точный мониторинг физиологических сигналов и движений тела спортсменов, не мешая их тренировкам или работоспособности.