Инженеры разработали новый метод, с помощью которого датчики можно напечатать на коже очень тонким слоем. «Электронный шелк» лежит паутиной на биологической ткани – будь то поверхность нашей кожи или цветок. Биосенсоры адаптируются к форме поверхности, незаметны для пользователя.
Команда Кембриджского университета разработала процесс 3D-печати, который позволяет наносить гибкую электронику непосредственно на биологические поверхности. Полученный материал значительно тоньше, чем предыдущие процессы печати, поэтому электронные волокна можно практически незаметно носить на коже и легко адаптировать к различным формам без потери чувствительности.
Исследователи черпали вдохновение для своей технологии у пауков, которые создают прочную, но гибкую паутину с минимальными затратами материала. Паучий шелк может адаптироваться и прилипать к самым разным поверхностям. Поэтому инженеры создали похожий на шелк материал, способный проводить электричество. Из жидкой смеси химических веществ можно напечатать при комнатной температуре чрезвычайно легкие сенсорные волокна. Они тоньше человеческого волоса примерно в 50 раз и могут образовывать сетчатые структуры любой желаемой формы.
Инженеры протестировали биосенсоры на коже кончиков пальцев человека, на пушистом семени одуванчика, не разрушая его, и даже на чрезвычайно чувствительном к прикосновениям растении Mimosa pudica. Потовые поры на коже кончиков пальцев оставались свободными, а электронику нельзя было ощутить механически. Напечатав сенсорные волокна в виде круглых спиралей, ученые создали материал, который оптимально адаптировался к поверхности. Биоэлектронные волокна могут повторять анатомию различных форм, для чего не требуется распознавать изображения.
Электроды можно изготовить экологически чистым способом, что делает их пригодными для различных применений в биоисследованиях и медицине, например, чтобы улавливать электрические сигналы от сердца и мышц. Встроенные в устройства или текстиль, они могут использоваться для мониторинга здоровья в сфере фитнеса и ухода, для лучшего восприятия в виртуальных средах и для контроля экологических процессов и сельскохозяйственных территорий.
В будущем эту технологию печати можно будет применять для производства больших экранов или оснащения животных и других живых существ электронными датчиками. Инженеры хотят также проверить, можно ли сделать волокна растягивающимися за счет включения эластичных материалов.
