A pennsylvaniai állami egyetem kutatói által fejlesztett változat különlegessége, hogy közvetlenül az emberi bőrre nyomtatható. Az ártalmatlan bio-áramkörrel mérhető például a testhőmérséklet vagy a vér oxigénszintje, számolt be róla az ACS Applied Materials & Interfaces.

A fejlesztés egy korábbi találmányukra, a viselhető szenzorokban használható rugalmas nyomtatott áramkörökre épül. Az előző megoldás fő hátránya az volt, hogy az előállításához a fém komponensek felületkezelése kellett volna, ami az emberi szövetek számára elviselhetetlen 300 Celsius fokot igényelt.

Ez a bőrt megégető szinterezési eljárás eddig lehetetlenné tette az áramkörök direkt nyomtatását, de a tudósok most új megoldást fejlesztettek ki. Ennek kulcsa egy pufferként viselkedő segédréteg közbeiktatása, amellyel elérhető, hogy a fémek lényegesen alacsonyabb, a humán szövetek számára is elviselhető hőmérsékleten kapcsolódjanak össze.

Természetes eredetű összetevők

A réteg egy kálcium-karbonáttal kombinált polivinil-alkohol paszta, melynek egyes alkotóelemei a tojás héjában és a lehúzható arcmaszkokban is megtalálhatók. A vegyület „kiegyenlíti” a bőrfelszínt, amelyre a nagyon vékony rétegű fém már szobahőmérsékleten rányomtatható. A felülethez illeszkedő mintát ezután megszárítják.

A flexibilis áramkör megtartja elektrokémiai tulajdonságait, így folyamatosan nyomon követhetők vele a hőmérséklettel, páratartalommal, véroxigénnel és szívveréssel kapcsolatos adatok, állítják a fejlesztők. Ha már nincs rá szükség, a biometrikus szenzor egyszerűen meleg vízzel lemosható, utána azonban akár újra felhasználható, ha nem sérült az eszköz. Mivel a szenzor eltávolítása az érzékeny bőrt sem károsítja, így ez a technológia az idősek és a csecsemők egészségi állapotának monitorozására is alkalmas.

Huanyu Cheng, a kutatás vezetője arról számolt be, hogy a viselhető eszköz nem jelent kellemetlenséget használójának és nem terheli a környezetet. A jelenlegi világjárvány miatt a terveik között szerepel, hogy a biometrikus tetoválást akár a Covid-19 tüneteinek monitorozására is alkalmassá tegyék. Egy másik innovációjuk az alkaron vastagabb pántként viselhető szenzor, amely a gémereknek is jól jöhet érintésérzékeny kontrollerként.