Чипирование людей без вреда для их здоровья

Фото: https://www.siliconrepublic.com

Ученые из Университета Пенсильвании и Харбинского технологического института в Китае придумали, как наносить временные сенсорные датчики в виде гибких печатных схем (FPCB) на кожу человека. Об этом они рассказали в статье, опубликованной в ACS Applied Materials and Interfaces. По их мнению, подобный подход позволит более точно производить биометрические измерения, чем при использовании обычных устройств, сообщает издание siliconrepublic.com.

FPCB во многом похожи на широко известные RFID-метки (их еще называют транспондерами). Подобные устройства активно применяются в торговле — в них «зашивают» информацию о товарах, а также сведения для контроля над животными, сбора средств на платных дорогах и др. Предполагается, что такие датчики могли бы оказаться полезными и в медицине: с их помощью врач cможет прочитать историю болезни. Датчики могут снимать электрокардиограмму, данные о температуре и влажности кожи, уровне кислорода в крови и т.д. Теоретически FPCB могут в режиме реального времени собирать данные о здоровье пациента, но в целом спектр их применения очень широк: их можно было бы использовать вместо документов, наносить преступникам, находящимся на пробации, и т. д. Так что, когда рассказывают об ужасах чипизации, часто подразумевают именно RFID-метки или FPCB.

Использованию таких датчиков непосредственно на человеке мешали их технологические особенности. Пайка металлических компонентов сенсора происходит при температуре около 300 градусов по Цельсию — это нужно для того, чтобы связать наночастицы серебра. «Очевидно, что поверхность кожи не выдерживает такой высокой температуры», — говорит Хуанью Ченг, руководитель исследования. 

Чтобы избежать ожогов при печати сенсоров на коже, ученые придумали сначала наносить на нее специальный вспомогательный слой, который не только снижает температуру, но и способствует спаиванию компонентов.

«Чтобы обойти это ограничение, мы использовали способствующий спайке слой, который не повреждает кожу и может обеспечивать спайку материала при более низкой температуре», — рассказал Ченг.

Изначально, добавив в смесь наночастицы, исследователи смогли снизить необходимую температуру примерно до 100 градусов по Цельсию. Такая температура подходит для нанесения сенсоров на одежду и бумагу, но все еще слишком высока для человека. При этом Ченг отметил, что даже при 40 градусах по Цельсию кожа может гореть.

Чтобы еще больше снизить температуру, ученые изменили формулу вспомогательного слоя и добавили в нее карбонат кальция, а также пасту из поливинилового спирта, которая используется в отшелушивающих масках для лица.  

Это не только снизило необходимую температуру спайки до комнатной, но и позволило получить ультратонкий слой металлических рисунков, которые можно сгибать и складывать, сохраняя при этом их электромеханические свойства.

Таким образом, датчики способны непрерывно и с высокой точностью регистрировать температуру тела, уровень кислорода в крови и сигналы сердечной деятельности. Более того, было обнаружено, что такие устройства могут передавать информацию по беспроводной сети, а все, что нужно для удаления сенсоров, — принять горячий душ.

После использования датчик легко можно смыть. Фото: https://pubs.acs.org/

«Что немаловажно, удаление тоже не повреждает кожу. Это имеет большое значение для людей с чувствительной кожей, для пожилых людей и детей», — сообщил Ченг.

Следует отметить, что анализ биометрических показателей человека является важной составляющей при постановке диагноза и определения дальнейшего лечения. Нанесение сенсоров на кожу для мониторинга состояния организма может занять важное место среди технологий медицины будущего. В России разработками этого и других технологических направлений в сфере медицинских услуг занимается рабочая группа НТИ HealthNet.

Автор публикации

не в сети 7 часов

Платформа НТИ

Комментарии: 1Публикации: 329Регистрация: 27-07-2020

Добавить комментарий

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Пароль не введен
Генерация пароля