Инженеры Mit проектировали, что, возможно, являетсяBand-aid будущего : липкий, эластичный, подобный длягеля материал, который может объединитьтемпературные датчики, ПРИВОДИЛ огни, и другуюэлектронику, также как и крошечный, употреблять-доставляя резервуары и каналы. «Разумно ранятукрашение» освобождает медицину в ответ на измененияв температуре кожи и может проектироваться, чтобыосветить то, если, скажем, медицина исчерпывается.

Когда украшение применяется к чрезвычайно гибкойобласти, как например локоть или колено, этопростирается с телом, держа вложенный функционалэлектроники и неповрежденный.

Ключ к дизайну  hydrogel матрица, проектируемаяXuanhe Zhao, Роберт N. Noyce Доцент Развития Карьерыв Mit Отделе Механической Разработки. Hydrogel,который Zhao детализировал раньше этот месяц, -эластичный материал, по большей части составленныйиз воды, проектировал, чтобы связать настоятельно кповерхностям как например золото, титан, алюминий,кремний, стакан, и ceramic.

В новой бумаге, изданной в журнале, ПродвигалМатериалы, команда сообщает вложение различнойэлектроники в пределах hydrogel, как напримерпроводящие провода, полупроводниковые чипы,ПРИВОДИЛ огни, и температурные датчики. Zhao говорит,что электроника, облицованная в hydrogel, возможно,использована не только на поверхности кожи, но и внутритела, например, как насаждают, биологическисовместимые датчики глюкозы, или даже мягко,уступчивые нервные исследования.

«Электроника обычно твердые и сухие, но человеческоетело мягкое и мокрое. Эти две системы имеютрешительно различное имущество,» Zhao сообщает.»Если вы хотите поместить электронику в тесные общенияс человеческим телом для приложений как напримерконтроль охраны здоровья и наркотическая поставка,чрезвычайно желательно сделать электронныеустройства мягко и поддающийся растягиванию, чтобысоответствовать окружающей среде человеческого тела.Это побуждение для поддающейся растягиванию hydrogelэлектроники».

Соавторы Zhao на бумаге  аспиранты Shaoting Lin, ГоготHyunwoo, немецкий язык Alberto Parada, postdoc TengZhang, Hyunwoo Koo от Показа Samsung, и Cunjiang Yuот Университета Хьюстона.

Сильное и эластичное обязательство

Типичные синтетические hydrogels ломки, едваподдающийся растягиванию, и придерживаются слабодругих поверхностей.

«Они часто использованы как degradable биоматериалына текущей стадии,» Zhao сообщает. «Если вы хотитесделать электронное устройство из hydrogels, вам нужнодумать о длительной стабильности hydrogels иинтерфейсы».

Чтобы приблизиться к этим вызовам, его командаподнялась со стратегией дизайна для надежногоhydrogels, имея дело воды с небольшой суммойотобранных биополимеров, чтобы создать мягко,эластичные материалы с жесткостью 10 к 100 kilopascals  о ряде человеческих мягких тканей. Исследователитакже придумали метод, чтобы настоятельно связатьhydrogel к различным беспористым поверхностям.

В новом изучении, исследователи применили своитехники, чтобы продемонстрировать несколькоиспользований для hydrogel, в том числе инкапсуляцияtitanium провода, чтобы сформировать прозрачную,поддающуюся растягиванию кондукторшу. Вэкспериментах, они протянули скрытые проволочныемногоразовые времена и нашли, что это поддерживаетпостоянную электрическую проводимость.

Zhao также создал массив ПРИВОДИЛ огни, вложенные влист hydrogel. Когда приложено к различным регионамтела, массив продолжал работу, даже, когда протянуточерез чрезвычайно деформируемые области какнапример колено и локоть.

Многосторонняя матрица

Наконец, группа встроила различные электронныекомпоненты в пределах листа hydrogel, чтобы создать»разумно проветривают, одевая,» охватывая регулярнораздельные температурные датчики и крошечныенаркотические резервуары. Исследователи такжесоздали пути, чтобы наркотики вытекли через hydrogel,близко, или вставляя изготавливаемые по образцу трубы,или буровзрывной крошечные дыры через матрицу. Ониразместили украшение над различными регионами телаи нашли, что даже, когда чрезвычайно протянулукрашение продолжал контролировать температуру кожии release наркотики согласно сенсорным чтениям.

Гогот говорит, что непосредственное приложениетехнологии, возможно, есть как поддающийсярастягиванию, включенный-требуют лечения горелый илидругие условия кожи.

«Это  очень многосторонняя матрица,» Гогот сообщает.»Уникальная способность здесь есть, когда датчикощущает что-нибудь другой, подобно ненормальномувозрастают в температуре, устройство может по запросуосвободить наркотики к этому специфическомурасположению и выбрать специфический наркотик отодного из резервуаров, которые могут распространять вhydrogel матрице для подтвержденной записи черезкакое-то время».

Копаясь глубже, Zhao представляет себе hydrogel, чтобыбыть идеальным, биологически совместимымтранспортным средством для поставки электроникивнутри тела. Он в настоящий момент исследует hydrogelпотенциал как носитель для датчиков глюкозы также как инервных исследований. Обусловленные датчикиглюкозы, насаженные в теле, обычно искровой ответиностранного тела от иммунной системы, котораяпокрывает датчики плотными волокнами, требуя, чтобыдатчики заменялись часто. Пока различные hydrogelsбыли привыкшими к датчикам глюкозы пальто ипредотвращают такую реакцию, hydrogels ломки и можетотцепить легко с движением. Zhao говорит hydrogel-sensor системе, что его группа развивается вероятно былбы надежен и эффективен за длинные периоды. Онговорит, что подобный случай, возможно, делался бы длянервных исследований.

«Мозг  шар jell-o,» Zhao сообщает. «В настоящий момент,исследователи пробуют различные мягкие материалы,чтобы достичь длительной биологической совместимостинервных устройств. С сотрудниками, мы предлагаемиспользовать надежный hydrogel в качестве идеальногоматериала для нервных устройств, потому что hydrogelможет проектироваться, чтобы обладать подобныммеханическим и физиологическим имуществом какмозгом».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *