مترجم: علي طالبي
ميكروسيستم جديد پوست الكترونيك، نرخ ضربان قلب، تنفس، حركت عضلات و ساير اطلاعات سلامت را به دست مي‌آورد و آن را به صورت بي‌سيم به گوشي هوشمند منتقل مي‌كند. پوست الكترونيك پيشرفت‌هاي زيادي از جمله انعطاف‌پذيري بيشتر، اندازه كوچك‌تر و توانايي چسباندن وصله روي ردياب‌هاي موجود را ارائه مي‌دهد. اين ردياب يك سيليكون بسيار نرم با قطري در حدود چهار سانتي‌متر (يك و نيم اينچ) است كه تقريباً در هر نقطه از بدن قابل نصب است.
برخلاف حسگرهاي تخت، سيم‌هاي حلقوي كوچك در اين دستگاه سه بعدي هستند كه انعطاف‌پذيري را به حداكثر مي‌رساند. اين حلقه‌ها مي‌توانند مانند يك فنر بدون پاره شدن كش بيايند و منقبض شوند. اين حلقه‌ها و اجزاي حسگر در يك الگوي شبكه عنكبوتي غيرمعمول تنظيم شده‌اند كه «سطوح يكنواخت و شديد كشش‌پذير و انعطاف‌پذيري در هر جهت» را تضمين مي‌كند. اين حلقه‌ها همچنين بسته‌بندي فشرده‌تر اجزا را امكان‌پذير مي‌سازد و اندازه را به حداقل مي‌رساند. محققان اين طراحي را با يك مارپيچ، ساقه مارپيچ، حسگرها، مدارها و راديوهاي متصل‌كننده مانند برگ‌هاي مجزا روي ساقه تشبيه مي‌كنند.
كشيدن (بسط دادن) پايه سيليكون الاستيك كليد ايجاد اين ميكروسيستم جديد است در حالي‌كه قوس‌هاي سيمي كوچك- كه از طلا، كروم و فسفات ساخته شده‌اند- روي آن قرار گرفته است. اين قوس‌ها در انتهاي هر قوس به پايه متصل شده‌اند. هنگامي‌كه پايه منقبض مي‌شود، قوس‌ها بالا مي‌آيند و حلقه‌هاي سه‌بعدي را تشكيل مي‌دهند.
كل سيستم به جاي استفاده از باتري به صورت بي‌سيم شارژ مي‌شود. محققان همچنين مسائل الكتريكي و مكانيكي كليدي را براي بهينه‌سازي طرح فيزيكي سيستم- از قبيل قرار دادن حسگر يا طول سيم- مد نظر قرار داده‌اند تا تداخل سيگنال و نويز را به حداقل برسانند.
پوست الكترونيك كاربردهاي بسياري دارد: از جمله نظارت مداوم سلامتي و درمان بيماري. پرفسور جانگ دراين باره مي‌گويد: «با تركيب داده‌هاي بزرگ و فناوري‌هاي هوش مصنوعي، بيوسنسورهاي بي‌سيم مي‌تواند به يك سيستم كامل پزشكي تبديل شود كه اجازه دسترسي قابل حمل به جمع‌آوري، ذخيره و تحليل سيگنال‌ها و اطلاعات سلامتي را فراهم مي‌كند.» وي مي‌افزايد: «ما مطالعات بيشتري را براي توسعه پوست‌هاي الكترونيكي انجام خواهيم داد. اين پوست‌هاي الكترونيك مي‌توانند از سيستم‌هاي تعاملي پزشكي از راه دور و درمان بيماري‌ها در مناطق دورافتاده براي خدمات پزشكي همچون خانه‌هاي روستايي در روستاهاي كوهستاني پشتيباني كند.» اين ميكروسيستم همچنين مي‌تواند در ساير حوزه‌هاي در حال ظهور، مانند روباتيك نرم يا ناوبري مستقل- كه اين تيم هم‌اكنون در حال بررسي آن است- استفاده شود.
سلول‌هاي سوخت زيستي قابل كشش به وسيله دستگاه‌هاي قابل پوشيدن انرژي را از عرق استخراج مي‌كنند
تيمي از مهندسان، سلول‌هاي سوختي قابل كششي توليد كرده‌اند كه انرژي را از عرق استخراج مي‌كنند و قادر به تأمين نيروي برق وسايلي مانند LEDها و امواج بلوتوث هستند. انرژي توليدي اين سلول‌هاي سوخت زيستي در هر سطح از منطقه، 10 برابر قوي‌تر از سلول‌هاي سوخت زيستي پوشيدني موجود است. اين دستگاه‌ها مي‌توانند براي تأمين نيروي طيف وسيعي از دستگاه‌هاي پوشيدني به‌كار روند. سلول‌هاي سوخت زيستي اپيدرمي پيشرفتي بزرگ در اين زمينه است كه به دنبال ساخت دستگاه‌هايي است كه به اندازه كافي قدرتمند باشند. مهندسين با كمك تركيبي از مواد شيميايي هوشمند، مواد پيشرفته و برهم‌كنش‌هاي الكترونيك توانستند به اين موفقيت دست يابند. اين موفقيت به آنها اجازه ساخت يك پايه الكترونيكي كشسان با استفاده از ليتوگرافي و چاپ روي صفحه براي ساخت آرايش‌هاي كاتدي و آندي سه بعدي بر پايه‌ي نانو كربن را داد.
افزايش چگالي انرژي (مقدار انرژي كه مي‌تواند به ازاي مساحت سطح توليد كند) سلول‌هاي سوخت زيستي بزرگ‌ترين چالش محققان است. افزايش چگالي انرژي كليد افزايش عملكرد سلول‌هاي سوخت زيستي است. اين سلول‌ها هرچقدر كه انرژي بيشتري توليد كنند به همان ميزان مي‌توانند قدرتمند‌تر باشند.
مهندسان براي افزايش چگالي انرژي يك ساختار نانولوله‌اي كربني سه بعدي را روي كاتدها و آندها چاپ كردند. اين ساختار به مهندسان اجازه مي‌دهد تا هر نقطه آنوديك را با مقدار بيشتري آنزيم بارگذاري كنيم. اين آنزيم با اسيد لاكتيك و اكسيد نقره در نقاط كاتد واكنش نشان مي‌دهد. به علاوه، اين لوله‌ها انتقال الكترون را ساده‌تر مي‌كنند كه باعث عملكرد بهتر سلول سوخت زيستي مي‌شود.
منبع: ساينس ديلي
