Các nhà nghiên cứu Israel và Trung Quốc đã phát triển thành công một loại da điện tử thông minh giúp phát hiện sớm một số bệnh. Miếng dán có các ống dẫn mồ hôi nhân tạo, tương tự như các lỗ chân lông trên da người. Các lỗ trên miếng dán được làm tương tự như nghệ thuật gấp giấy kirigami của Nhật Bản. Thiết kế này đảm bảo mồ hôi có thể thoát ra ngoài qua miếng dán, tránh gây kích ứng da và làm hỏng các cảm biến gắn trên miếng dán. Làn da thông minh lâu dài giúp theo dõi các chỉ số hàng ngày hoặc sự tiến triển của ung thư da và các tình trạng khác.
Mục Lục
Hệ thống cảm biến có thể phục hồi những chấn thương trên da
Tấm da thông minh này do các nhà nghiên cứu tại Technion và Học viện Đại học Kinneret phối hợp với các nhà nghiên cứu Trung Quốc tại Đại học Tây An và Đại học quốc lập Trung Sơn cùng phát triển. Nhóm nghiên cứu cho biết tấm da nhân tạo này có chức năng như một hệ thống cảm biến khoác trên người, chất liệu bền, nhẹ, thoáng khí.
Theo các nhà nghiên cứu, hệ thống cảm biến này có thể phát hiện những chuyển động co rút; vặn xoắn với độ chính xác cao. Có thể sử dụng để phát hiện sớm những dấu hiệu bất thường ở đường hô hấp, rối loạn vận động, bệnh Parkinson… Thiết bị cũng có thể đẩy nhanh quá trình phục hồi chức năng của các bệnh nhân chấn thương do tai nạn và tích hợp với các chi giả dưới dạng mô cơ hoặc da.
Các nhà nghiên cứu cho biết tấm da nhân tạo này cũng có thể hữu ích trong lĩnh vực phát triển robot. Cũng như nhiều lĩnh vực khác. Các nhà nghiên cứu khẳng định: “Các loại vật liệu để phát triển da điện tử rất rẻ. Vì vậy thiết bị cảm biến cũng không đắt. Giá cả là một yếu tố rất quan trọng nếu chúng ta muốn mang lại lợi ích cho hàng triệu người trên toàn thế giới”.
Rào cản khó khăn
Chế tạo màng bán dẫn dẻo. Họ đi tiên phong trong kỹ thuật. Bao gồm phát triển các màng bán dẫn chất lượng cao, siêu mỏng. Gần đây, công việc của họ thu hút sự chú ý của công ty mỹ phẩm Amorepacific vốn đang quan tâm đến việc tạo ra loại băng dán mỏng. Nhằm theo dõi liên tục những thay đổi trên da.
Công ty này đã hợp tác với ông Kim để biến các tấm phim bán dẫn dẻo của nhóm thành một thứ có thể dán lên da trong một thời gian dài. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm da điện tử bằng cách dán nó vào cổ tay; trán của một tình nguyện viên trong một tuần. Tình nguyện viên mang nó trong các hoạt động gây toát mồ hôi như chạy trên máy tập trong 30 phút; ăn một bữa ăn nhiều đồ cay. Tuy nhiên, nhóm đã sớm vấp phải rào cản mà các thiết kế về da điện tử khác vẫn chưa giải quyết được, đó là mồ hôi. Hầu hết các thiết kế thử nghiệm đều gắn các cảm biến vào các vật liệu dính. Dựa trên polymer và không thoáng khí lắm.
>> Xem thêm thông tin tại idbxs.com nhé!
Giải pháp từ những vết cắt
Để lấy cảm hứng thiết kế, các nhà nghiên cứu đã xem xét lỗ chân lông thoát mồ hôi của người. Họ phát hiện ra đường kính trung bình lỗ chân lông ở người khoảng 100 micron; nó được phân bố ngẫu nhiên trên da. Họ đã thử một số mô phỏng ban đầu để xem có thể bao phủ; sắp xếp các lỗ chân lông nhân tạo như thế nào. Để không làm tắc lỗ chân lông của da người.
Họ bắt đầu với một mô hình với các các lỗ. Mỗi lỗ có kích thước bằng lỗ mồ hôi thực tế của người. Họ phát hiện ra nếu các lỗ chân lông được đặt gần nhau; ở khoảng cách nhỏ hơn đường kính lỗ chân lông trung bình; toàn bộ mô hình sẽ thấm mồ hôi hiệu quả. Tuy nhiên họ cũng phát hiện ra nếu mô hình lỗ này được khắc qua một lớp phim mỏng. Thì lớp phim này không thể co giãn nhiều được và sẽ bị bong dễ dàng khi dán vào da người.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra họ có thể tăng cường độ bền; tính linh hoạt của mẫu bằng cách cắt các rãnh mỏng giữa các lỗ. Tạo ra mô hình quả tạ lặp lại thay vì chỉ có các lỗ đơn giản. Mô hình này khi được gắn vào vật liệu. Tạo ra một hiệu ứng giống như kirigami có thể co giãn được.