Un sensore elettronico ipoallergenico può essere indossato sulla pelle ininterrottamente per una settimana senza disagio, ed è così leggero e sottile che gli utenti dimenticano persino di averlo addosso, dice un gruppo di scienziati giapponesi. L'elettrodo elastico costruito con reti traspiranti su nanoscala è promettente per lo sviluppo di dispositivi e-skin non invasivi in ​​grado di monitorare la salute di una persona continuamente per un lungo periodo.

L'elettronica indossabile che monitora la frequenza cardiaca e altri segnali vitali per la salute ha fatto progressi negli ultimi anni, con gadget di nuova generazione che impiegano leggerezza, materiali altamente elastici attaccati direttamente sulla pelle per pelli più sensibili, misurazioni precise. Però, sebbene le pellicole ultrasottili e i fogli di gomma utilizzati in questi dispositivi aderiscano e si adattino bene alla pelle, la loro mancanza di traspirabilità è considerata non sicura per un uso a lungo termine:test dermatologici mostrano la multa, i materiali elastici prevengono la sudorazione e bloccano il flusso d'aria intorno alla pelle, provocando irritazione e infiammazione, che alla fine potrebbe portare a effetti fisiologici e psicologici duraturi.

"Abbiamo appreso che i dispositivi che possono essere indossati per una settimana o più per il monitoraggio continuo erano necessari per l'uso pratico in applicazioni mediche e sportive, ", afferma il professor Takao Someya della Graduate School of Engineering dell'Università di Tokyo, il cui gruppo di ricerca aveva precedentemente sviluppato un cerotto sulla pelle che misurava l'ossigeno nel sangue.

Nella ricerca attuale, il gruppo ha sviluppato un elettrodo costruito con reti su scala nanometrica contenenti un polimero solubile in acqua, alcol polivinilico (PVA), e uno strato d'oro, materiali considerati sicuri e biologicamente compatibili con il corpo. Il dispositivo può essere applicato spruzzando una piccola quantità di acqua, che dissolve le nanofibre di PVA e gli consente di aderire facilmente alla pelle:si adatta perfettamente alle superfici curvilinee della pelle umana, come i pori del sudore e le creste dell'impronta digitale di un dito indice.

I ricercatori hanno quindi condotto un patch test cutaneo su 20 soggetti e non hanno rilevato alcuna infiammazione sulla pelle dei partecipanti dopo aver indossato il dispositivo per una settimana. Il gruppo ha anche valutato la permeabilità, con vapore acqueo, del conduttore nanomesh, insieme a quelli di altri substrati come un foglio di plastica ultrasottile e un sottile foglio di gomma, e ha scoperto che la sua struttura a maglia porosa mostrava una permeabilità ai gas superiore rispetto a quella degli altri materiali.

Per di più, gli scienziati hanno dimostrato la durata meccanica del dispositivo attraverso ripetute piegature e allungamenti, superiore a 10, 000 volte, di un conduttore attaccato sull'indice; hanno anche stabilito la sua affidabilità come elettrodo per le registrazioni dell'elettromiogramma quando le sue letture dell'attività elettrica dei muscoli erano paragonabili a quelle ottenute tramite elettrodi a gel convenzionali.

"Diventerà possibile monitorare i segni vitali dei pazienti senza causare alcuno stress o disagio, " dice Someya sulle implicazioni future della ricerca del team. Oltre alle cure infermieristiche e alle applicazioni mediche, il nuovo dispositivo promette di consentire continui, monitoraggio preciso dei segnali fisiologici e del movimento corporeo degli atleti senza ostacolare il loro allenamento o le loro prestazioni.