Sensori biometrici ad alte prestazioni stampati direttamente sulla pelle

I sensori indossabili si stanno evolvendo da orologi ed elettrodi a dispositivi pieghevoli che forniscono misurazioni biometriche molto più precise e comfort per gli utenti. Ora, un team internazionale di ricercatori ha fatto un ulteriore passo avanti nell’evoluzione stampando i sensori biometrici direttamente sulla pelle umana senza l’uso di calore. Il team ha pubblicato i risultati in ACS Applied Materials & Interfaces.

I ricercatori avevano precedentemente sviluppato circuiti stampati flessibili da utilizzare nei sensori indossabili, ma la stampa direttamente sulla pelle è stata ostacolata dal processo di incollaggio dei componenti metallici nel sensore. Chiamato sinterizzazione, questo processo richiede tipicamente temperature di circa 572 gradi Fahrenheit (300 gradi Celsius ) per legare insieme le nanoparticelle d’argento del sensore. La pelle tuttavia non può sopportare tale temperatura per questo è stato aggiunto uno strato ausiliario che aiuta il materiale a sinterizzare a una temperatura più bassa.

Lo strato ausiliario è costituito da pasta di alcol polivinilico – l’ingrediente principale nelle maschere pelabili – e carbonato di calcio – che comprende i gusci d’uovo. Lo strato riduce la rugosità della superficie di stampa e consente uno strato ultrasottile di motivi metallici che possono piegarsi mantenendo le capacità elettromeccaniche. Quando il sensore viene stampato, i ricercatori utilizzano un soffiatore d’aria, come un asciugacapelli impostato sul freddo, per rimuovere l’acqua che viene utilizzata come solvente nell’inchiostro.

Sensori riciclabili ad alte prestazioni

I sensori sono in grado di acquisire in modo preciso e continuo temperatura, umidità, livelli di ossigeno nel sangue e segnali delle prestazioni cardiache. I ricercatori hanno anche collegato i sensori sul corpo a una rete con capacità di trasmissione wireless per monitorare la combinazione di segnali mentre progrediscono. Il sensore rimane intatto con l’acqua tiepida per alcuni giorni, ma una doccia calda lo rimuoverà facilmente. Questo significa che il sensore è tranquillamente riciclabile e rispettoso per l’ambiente poiché la rimozione non danneggia il dispositivo.

Successivamente, i ricercatori hanno in programma di modificare la tecnologia per indirizzare applicazioni specifiche secondo necessità, come una precisa rete di sensori sul corpo posizionata per monitorare i particolari sintomi associati a Covid-19.

Ph. Credit: ACS Applied Materials & Interfaces