Революционный новый материал решает проблему носимых датчиков.
Группа исследователей во главе с Тришей Л. Эндрю, профессором химии и химического машиностроения Массачусетского университета в Амхерсте, недавно объявила, что они синтезировали новый материал, который решает одну из самых сложных проблем в стремлении создать носимые, ненавязчивые чувствительные датчики: проблема давления.
«Представьте себе удобную одежду, которая будет непрерывно отслеживать движения вашего тела и жизненные показатели в течение длительного периода времени», — говорит Эндрю. «Такая одежда дала бы клиницистам детальную информацию для дистанционного обнаружения болезней или физиологических проблем».
Один из способов получить эту информацию — использовать крошечные электромеханические датчики, которые превращают движения вашего тела — например, слабый пульс, который вы можете почувствовать, положив руку на грудь, — в электрические сигналы. Но что происходит, когда вас обнимают или вы вздремнете лежа на животе? «Это повышенное давление перегружает датчик, прерывая поток данных, и поэтому датчик становится бесполезным для наблюдения за природными явлениями», — продолжает Эндрю.
Чтобы решить эту проблему, команда разработала датчик, который продолжает работать, даже когда человек обнимается, сидит на нем, опирается на него или иным образом сжимается в результате повседневного взаимодействия. Секрет, подробно описанный в журнале « Advanced Materials Technologies », заключается в паровой печати тканей для одежды с использованием пьезоионных материалов, таких как PEDOT-Cl (поли(3,4-этилендиокситиофенхлорид, легированный p-легированием).
Зохре Хомаюнфар, ведущий автор исследования и аспирант Университета Массачусетса в Амхерсте, говорит, что «это первый датчик на основе ткани, позволяющий в режиме реального времени отслеживать чувствительные целевые группы, от рабочих, работающих в стрессовых промышленных условиях, до детей и пациентов, проходящих реабилитацию. .»
Особым преимуществом является то, что этот полностью тканевый датчик можно носить с удобной свободной одеждой, а не встраивать в облегающую ткань или приклеивать непосредственно на кожу. Это значительно упрощает для датчиков сбор долговременных данных, таких как сердцебиение, дыхание, движения в суставах, вокализация, подсчет шагов и сила хвата — важный показатель здоровья, который может помочь клиницистам отслеживать все, от плотности костей до депрессии.
Затем Эндрю и ее группа будут использовать ряд датчиков давления в дополнительных сценариях, чтобы определить, какие другие типы физиологических сигналов можно извлечь и с каким уровнем точности.
При этом методе даже малейшее движение тела, например, биение сердца, приводит к перераспределению ионов по датчику. Другими словами, ткань превращает механическое движение тела в электрический сигнал , который затем можно отслеживать.
