211service.com
Bionic Band-Aids
MIT-ingeniører har designet, hvad der kan være fremtidens Band-Aid: et klæbrigt, strækbart, gel-lignende materiale, der kan inkorporere temperatursensorer, LED-lys og anden elektronik, såvel som små reservoirer og kanaler til medicinafgivelse. Materialet frigiver medicin som reaktion på ændringer i hudtemperatur og kan designes til at lyse op, hvis f.eks. medicin er ved at løbe tør.
Når forbindingen påføres et meget fleksibelt område, såsom albuen eller knæet, strækker den sig med kroppen, hvilket holder den indlejrede elektronik funktionel og intakt.
Denne historie var en del af vores marts 2016-udgave
- Se resten af problemet
- Abonner
Nøglen til designet er en hydrogelmatrix designet af Xuanhe Zhao, en lektor i maskinteknik. Hydrogelen er et gummiagtigt materiale, for det meste sammensat af vand, designet til at binde stærkt til overflader som guld, titanium, aluminium, silicium, glas og keramik, hvilket gør det muligt at indlejre elektronik.
I journalen Avancerede materialer , rapporterer teamet om indlejring af elektronik såsom ledende ledninger, halvlederchips, LED-lys og temperatursensorer i hydrogelen. Zhao siger, at elektronik belagt med hydrogel kan bruges ikke kun på overfladen af huden, men også inde i kroppen - for eksempel som glukosesensorer eller endda neurale prober.
Elektronik indlejret i polymerer er bundet til hydrogel.
Typiske syntetiske hydrogeler er skøre og knap strækbare, og de klæber svagt til andre overflader. For at komme uden om disse udfordringer kom Zhaos team med en generel designstrategi for robuste hydrogeler, der blander vand med små mængder udvalgte biopolymerer for at skabe bløde, strækbare materialer med en stivhed på 10 til 100 kilopascal - omkring rækken af menneskeligt blødt væv. Forskerne udtænkte også en måde at binde hydrogelen stærkt til forskellige ikke-porøse overflader.
I den nye undersøgelse indlejrede gruppen elektroniske temperatursensorer og bittesmå lægemiddelreservoirer i et ark hydrogel for at skabe, hvad de kalder en smart sårforbinding. De skabte også veje til at tillade lægemidler at strømme gennem hydrogelen ved enten at indsætte mønstrede rør eller bore bittesmå huller gennem matrixen. De placerede forbindingen over forskellige områder af kroppen og fandt ud af, at selv når den var meget strakt, fortsatte den med at overvåge hudtemperaturen og frigive medicin i henhold til sensoraflæsningerne.
Forskerne siger, at en øjeblikkelig anvendelse af teknologien kan være som en behandling for forbrændinger eller andre hudsygdomme. I sidste ende kan det bruges som en bærer til neurale prober eller glukosesensorer.
Hvis du ønsker at sætte elektronik i tæt kontakt med den menneskelige krop til applikationer såsom sundhedsovervågning og medicinlevering, er det normalt ønskeligt at gøre de elektroniske enheder bløde, våde og strækbare, så de passer til miljøet i den menneskelige krop, Zhao siger. Det er motivationen for strækbar hydrogelelektronik.