Датчик на основе графита для носимых медицинских устройств

Исследователи разработали сенсорную технологию на основе графена с использованием материала G-Putty — очень податливой замазки, смешанной с графеном. Печатные датчики в 50 раз более чувствительны, чем отраслевые стандарты, и превосходят другие сопоставимые датчики с нанотехнологиями по важному показателю:гибкости. Благодаря максимальной чувствительности и гибкости без снижения производительности эта технология идеально подходит для новых областей носимой электроники и медицинских диагностических устройств.

Команда продемонстрировала, что может производить недорогой печатный датчик деформации из графенового нанокомпозита. Создавая и тестируя чернила различной вязкости (текучесть), команда обнаружила, что может адаптировать чернила G-Putty в соответствии с технологией печати и областью применения. В медицинских учреждениях тензометрические датчики являются ценным диагностическим инструментом, используемым для измерения изменений механического напряжения, таких как частота пульса или изменения способности пострадавшего от инсульта глотать. Датчик деформации работает, обнаруживая это механическое изменение и преобразовывая его в пропорциональный электрический сигнал, тем самым действуя как механико-электрический преобразователь. Хотя в настоящее время датчики деформации доступны, они в основном изготавливаются из металлической фольги, что накладывает ограничения с точки зрения удобства ношения, универсальности и чувствительности.

Команда превратила G-замазку в смесь чернил, обладающую превосходными механическими и электрическими свойствами. Чернила можно превратить в рабочее устройство с помощью методов промышленной печати, от трафаретной печати до аэрозольного и механического нанесения. Дополнительным преимуществом является то, что команда может контролировать множество различных параметров во время производственного процесса, что дает возможность настраивать чувствительность материала для конкретных приложений, требующих обнаружения незначительных деформаций.

Разработка датчиков представляет собой значительный шаг вперед в области носимых диагностических устройств — устройств, которые можно распечатать по индивидуальному шаблону и удобно прикрепить к коже пациента для мониторинга ряда различных биологических процессов. Команда изучает приложения для мониторинга дыхания и пульса в режиме реального времени, движений суставов и походки, а также ранних родов во время беременности. Поскольку датчики сочетают в себе высокую чувствительность, стабильность и большой диапазон срабатывания с возможностью печати индивидуальных рисунков на гибких, пригодных для носки носителях, команда может адаптировать датчик к конкретному приложению.