Uurijate meeskond füüsiku John Rogersi juhtimisel on loonud tätoveeringute sarnased seadmed, mis on võimelised mõõtma südamelööke, ajulaineid ja lihaskokkutõmbeid.
Seadmed kinnituvad nahale ilma kleepaineteta ning liiguvad loomulikult kehaga koos. Meeskond on tätoveeringutesse lisanud elektri- ja temperatuurisensorid, saatja-antennid, vastuvõtjad, vooluallikad, valguse ning kõik tavapärase vooluringi elemendid, kirjutab PhysicsWorld.com.
Kõrgtehnoloogiline tätoveering inimnahal, mida pigistatakse kahe sõrme vahel. Pilt: John Rogers
Uus vooluringi kavand lubab pooljuhtseadmel venida ja kokku tõmbuda vastavalt inimnaha liikumisele.
Vooklevad pooljuhid
Samal ajal kui turul olevad pooljuhid, näiteks räni ja gallium arseniid loovad tõhusaid vooluringe, on nad ka jäigad ja haprad. Selleks, et teha neid painduvaks ja venivaks, vormis meeskond nad üliõhukesteks väänlevateks kujunditeks. ,,Võtsime poole millimeetri jämeduse ränist toorkristalli ning lõikasime selle väga õhukesteks membraanideks,” sõnas Rogers. See vähendas räni läbimõõtu 50 – 100 nanomeetrini, mis on piisav paindumise võimaldamiseks. Räni venivaks muutmiseks aga vormisid uurijad aine looklevaks kujundiks.
,,Metall on ühendatud juhtmestiku, ühendusplokkide, takistitega – pea-aegu kõigega. Ma arvan, et neid saab luua mitmesugusteks kujunditeks,” sõnas Rogers. Väänlevad koostisosad paigutatakse polüamiidist plaadile ning seejärel viiakse vooluring üle 30 µm paksusesse õhku läbilaskvasse elastilisse modifitseeritud polüestri plaati. Valmis seade kinnitub nahale ajutise tätoveeringu sarnaselt, kleepudes polüesterlehe ja naha vahel tekkiva Van der Waals’i vastastikmõju abil ilma kleepaineta.
Arvutimängu juhtimine
Elektrooniline tätoveering. Pilt: John Rogers
Illinoisi Ülikooli uurijad Dae-Hyeong Kim, Nanshu Lu ja Rui Ma asetasid tätoveeringud oma otsmikutele, rinnale, jalgadele ja kõridele, testimaks nende sensorite võimet lugeda ajulaineid ja südamelööke ning lihaskokkutõmbeid kõndimisel ning kõris kõnelemisel. Kõne katse ajal suutsid sensorid eristada kõneldud sõnu ,,üles”, ,,alla”, ,,vasakule” ja ,,paremale”, lubades Ma-l juhtida strateegilist arvutimängu nimega Sokoban.
Ehkki Rogers nimetab seadet ,,tipptasemel” olevaks, pole siiani loodud vooluallika ja juhtmeta andmesüsteemiga ühendatud kombineeritud sensoreid.
Energiaallikatena katsetati nii meväikeseid fotoelemente kui ka induktsioonipoole, mis muudavad valise vahelduva elektrivälja elektrivooluks. Rogersi sõnul on induktsioonipoolid parimad ajutistele kasutajatele, samal ajal kui fotoelemendid vajavad varuseadet, pakkumaks usaldusväärset, pikaajalist energiaallikat. Kuid akud tõstavad seadme kaalu, seega on uurijad välja pakkunud võimaluse koguda energiat kandja liikumise kaudu.
Teadusartikkel: ,,Epidermal Electronics“