Графитовый сенсор повышает чувствительность и гибкость для носимых медицинских устройств

Исследователи разработали графитовое сенсорное технологию с использованием материала G-Putty — высокопластичного графитового мasticа. Печатные сенсоры в 50 раз чувствительнее промышленного стандарта и превосходят другие сравнимые нано-сенсоры по важному показателю: гибкости. Максимизация чувствительности и гибкости без потери производительности делает технологию идеальным кандидатом для новых областей носимой электроники и медицинских диагностических устройств.

Команда продемонстрировала возможность производства низкозатратного печатного гравитационного нанокомпозитного деформационного сенсора. Создавая и тестируя чернила разной вязкости, команда обнаружила, что может адаптировать чернила G-Putty под технологию печати и приложение. В медицинских целях деформационные сенсоры — ценный диагностический инструмент для измерения изменений механической деформации, таких как пульс или изменения способности жертвы инсульта глотать. Деформационный сенсор работает, обнаруживая это механическое изменение и преобразуя его в пропорциональный электрический сигнал, действуя как механико-электрический преобразователь. Хотя деформационные сенсоры уже доступны, они в основном сделаны из металлической фольги, что накладывает ограничения на носимость, универсальность и чувствительность.

Команда превратила G-Putty в чернильную смесь с отличными механическими и электрическими свойствами. Чернила можно превратить в рабочее устройство промышленными методами печати: шелкографией, аэрозольной и механической депозицией. Дополнительное преимущество — команда может контролировать множество параметров в процессе производства, что дает возможность настраивать чувствительность материала для конкретных приложений, требующих обнаружения микроскопических деформаций.

Разработка сенсоров представляет значительный шаг вперед в носимых диагностических устройствах — устройствах, которые можно печатать в индивидуальных узорах и комфортно крепить к коже пациента для мониторинга ряда биологических процессов. Команда исследует применения для мониторинга дыхания и пульса в реальном времени, движений суставов и походки, ранних схваток при беременности. Поскольку сенсоры сочетают высокую чувствительность, стабильность и большой диапазон измерений с возможностью печати индивидуальных узоров на гибких носимых подложках, команда может адаптировать сенсор под приложение.