I ricercatori di ingegneria hanno creato ultrasottili, materiale elettronico estensibile permeabile ai gas, permettendo al materiale di "respirare". Il materiale è stato progettato specificamente per l'uso in tecnologie biomediche o indossabili, poiché la permeabilità ai gas consente al sudore e ai composti organici volatili di evaporare lontano dalla pelle, rendendolo più comodo per gli utenti, specialmente per l'uso a lungo termine.

"La permeabilità al gas è il grande progresso rispetto ai precedenti dispositivi elettronici estensibili, "dice Yong Zhu, co-autore corrispondente di un articolo sul lavoro e professore di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la North Carolina State University. "Ma anche il metodo che abbiamo usato per creare il materiale è importante perché è un processo semplice che sarebbe facile da scalare".

Nello specifico, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata metodo della figura del respiro per creare un film polimerico estensibile caratterizzato da una distribuzione uniforme dei fori. Il film viene rivestito immergendolo in una soluzione che contiene nanofili d'argento. I ricercatori hanno quindi pressato a caldo il materiale per sigillare i nanofili in posizione.

"Il film risultante mostra un'eccellente combinazione di conduttività elettrica, trasmittanza ottica e permeabilità al vapore acqueo, " dice Zhu. "E poiché i nanofili d'argento sono incorporati appena sotto la superficie del polimero, il materiale mostra anche un'ottima stabilità in presenza di sudore e dopo un'usura prolungata."

"Il risultato finale è estremamente sottile, solo pochi micrometri, "dice Shanshan Yao, co-autore dell'articolo ed ex ricercatore post-dottorato presso la NC State, che ora è docente presso la Stony Brook University. "Ciò consente un migliore contatto con la pelle, dando all'elettronica un miglior rapporto segnale-rumore.

"E la permeabilità ai gas dell'elettronica indossabile è importante per qualcosa di più del semplice comfort, " Yao dice. "Se un dispositivo indossabile non è permeabile al gas, può anche causare irritazione alla pelle."

Per dimostrare il potenziale del materiale per l'uso nell'elettronica indossabile, i ricercatori hanno sviluppato e testato prototipi per due applicazioni rappresentative.

Il primo prototipo consisteva in montabile su pelle, elettrodi a secco da utilizzare come sensori elettrofisiologici. Questi hanno molteplici potenziali applicazioni, come la misurazione dei segnali dell'elettrocardiografia (ECG) e dell'elettromiografia (EMG).

"Questi sensori sono stati in grado di registrare segnali con una qualità eccellente, alla pari con gli elettrodi disponibili in commercio, " dice Zhu.

Il secondo prototipo ha dimostrato il rilevamento tattile integrato nel tessuto per le interfacce uomo-macchina. Gli autori hanno utilizzato una custodia in tessuto indossabile integrata con gli elettrodi porosi per giocare a giochi per computer come Tetris.

"Se vogliamo sviluppare sensori indossabili o interfacce utente che possono essere indossate per un periodo di tempo significativo, abbiamo bisogno di materiali elettronici permeabili al gas, " Dice Zhu. "Quindi questo è un significativo passo avanti".

La carta, "Permeabile al gas, Ultra sottile, Elettronica epidermica estensibile con elettrodi porosi, " è pubblicato sulla rivista ACS Nano .