日本研究出超薄高彈性皮膚

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】一種新的超薄彈性皮膚，可以顯示由透氣的皮膚電極感測器記錄的心電圖的運動波形。結合無線通信模塊，這種名為「皮膚電子」的集成生物醫學感測系統可以將生物特徵數據傳輸到雲端。由東京大學工程學院教授Takao Someya領導的日本學術-產業合作的最新研究，將於2月17日在德克薩斯州奧斯丁舉行的AAAS年會上進行新聞發布會和討論。由於半導體技術的進步，可穿戴設備現在可以通過測量生命體征或心電圖來監測健康狀況，然後將數據無線傳輸到智能手機上。讀數或心電圖波形可以實時顯示在屏幕上，或發送到存儲信息的雲或內存設備中。

柔軟、柔韌的皮膚顯示約1毫米厚，由16 x 24的微型led和可伸縮布線組成，安裝在橡膠片上。它可以承受多次拉伸，高達其原始長度的45%，而不顯示其電氣和機械性能的任何損失。圖片版權： 2018 Takao Someya Research Group.

新開發的皮膚電子系統更進一步，通過提高老年人或infirm等人的信息可訪問性，他們往往難以操作和從現有設備和介面獲取數據。它承諾通過持續的、非侵入性的健康監測和在家中的自我照顧來緩解老齡化社會家庭醫療系統的壓力。新的集成系統結合了一個靈活的，可變形的顯示器與一個輕量級感測器組成的一個可呼吸的納米級電極和無線通信模塊。由感測器測量的醫療數據，比如心電圖，可以無線發送到智能手機上，用於查看或存儲。在最新的研究中，該顯示屏顯示了一種存儲在記憶中的運動心電圖波形。由東京大學工程研究院和日本著名印刷公司Dai Nippon Printing (DNP)合作開發的「皮膚展示」，由16 x 24組微型led和可伸縮布線組成，安裝在橡膠紙上。

Someya說：我們的皮膚顯示出簡單的運動圖形，因為它是由薄而軟的材料製成的，它可以自由變形，該顯示器的可拉伸性高達其原來長度的45%。它比以前的可穿戴顯示器更能抵抗拉伸的磨損。它建立在一種新穎的結構上，可以最大限度地減少由於在硬材料(例如微發光二極體)和軟材料(如彈性線)上的拉伸而產生的應力，這是其他模型損壞的主要原因。它是第一個可伸縮的顯示，以達到卓越的耐久性和空氣穩定性，這樣，在矩陣型顯示器中沒有一個像素失敗，同時緊貼在皮膚上，不斷地承受身體的拉伸和收縮運動。nanomesh皮膚感測器可以連續佩戴在皮膚上一周，不會引起任何炎症。

雖然這個感測器是在早期的研究中開發出來的，它能夠測量溫度、壓力和肌電(肌肉的電性)，但它在最新的研究中首次成功地記錄了心電圖。研究人員採用了大量生產電子產品的試驗方法——具體地說，屏幕列印銀線，在橡膠片上安裝微型發光二極體，在製造印刷電路板時通常使用貼片貼片和錫膏。應用這些方法可能會加速顯示器的商業化，並有助於降低未來的生產成本。DNP希望在未來三年內，通過優化其結構，提高可伸縮設備的可靠性，提高高集成度的生產工藝，並克服大面積覆蓋等技術挑戰，使可伸縮設備的可靠性得到提升。目前的老齡化社會需要用戶友好的可穿戴感測器來監測病人的生命，以減輕患者和家庭成員提供護理的負擔。系統可以成為人們期待已久的解決方案之一，以滿足這一需求，最終將提高許多人的生活質量。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：東京大學

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！