Исследовательской группе под руководством профессора Ли Сунгвона из DGIST удалось разработать первое в мире электронное кожное устройство со структурой наносетки (органический полевой транзистор). Это электронное кожное устройство, состоящее только из наносетчатой ​​структуры, которое может измерять и обрабатывать биосигналы в течение длительного периода времени, является большим шагом на пути к интегрированным системам для электронных кожных устройств.

Исследовательской группе под руководством профессора Ли Сунгвона из Департамента физики и химии DGIST удалось разработать первый в мире ультратонкий и воздухопроницаемый наносетчатый органический полевой транзистор (OFET), который можно применять в электронных кожных устройствах. Ожидается, что наномеш OFET в сочетании с различными датчиками позволит напрямую измерять физиологические данные с поверхности кожи и оптимизировать обработку данных.

Электронная кожа относится к электронным носимым устройствам, надеваемым на кожу для сбора биосигналов, таких как температура, частота сердечных сокращений , электромиограмма и артериальное давление, и передачи данных. В ответ на недавний рост интереса к умным системам здравоохранения с носимыми устройствами активно разрабатываются соответствующие технологии. Мягкий датчик, который можно прикрепить к гладкой и постоянно движущейся поверхности кожи, необходим для точного измерения физиологических сигналов с помощью системы здравоохранения в режиме реального времени. В результате большинство электронных устройств, носимых на поверхности кожи, были изготовлены с использованием подложек с плоскими поверхностями , таких как пластик и резина.

Однако длительное прикрепление субстрата с плоской структурой поверхности и низкой проницаемостью для жидкостей и паров к биологической коже может привести к возникновению неожиданных заболеваний (таких как атопия, нарушения обмена веществ и др.). Следовательно, для электронных устройств, которые вступают в контакт с биологическими тканями, необходимо достичь высокой проницаемости, чтобы обеспечить долгосрочное использование . Соответственно, исследования наносетчатых устройств на основе полимерных нановолокон с хорошей проницаемостью привлекают значительное внимание.

Исследовательская группа под руководством Ли Сунгвона из DGIST разработала ультратонкий наносетчатый OFET, который почти не вызывает дискомфорта у пользователей и может сочетаться с различными датчиками. В частности, разработанное устройство OFET продемонстрировало стабильное функционирование даже в сложенном или изогнутом состоянии, почти без снижения производительности даже в тяжелых условиях, таких как 1000 деформаций и высокая влажность.

Производство наносетчатых транзисторов было затруднено из-за шероховатой поверхности и отсутствия механической прочности, термической и химической стабильности. Команда профессора Ли Сунгвона одновременно решила эти проблемы, используя материал под названием Parylene C в качестве биосовместимого покрытия. Кроме того, вместо синтеза или высокотемпературной обработки использовался обычный метод вакуумного напыления для более простой обработки.

Профессор Ли Сунгвон с факультета физики и химии DGIST сказал: «Мы впервые успешно разработали наносетчатый органический полевой транзистор и продемонстрировали тактильный сенсор с интегрированной активной матрицей. Разработка транзисторов была необходима для создания сложного цепи, а теперь с наносетчатым электронным кожным устройством стало возможным долгосрочное измерение и обработка физиологических данных в режиме реального времени».

Это исследование было опубликовано в Advanced Functional Materials , международном журнале в области нанонауки и нанотехнологий.