Tương lai của thiết bị đeo? Sợi lanh có thể được khâu vào cơ thể của bạn
Nó có thể được sử dụng để tạo ra một cái gì đó giống như một mạng internet nội bộ, kết nối các cơ quan và mô với các cảm biến trong một mạng liền mạch.
Tương lai của thiết bị đeo? Sợi lanh có thể được khâu vào cơ thể của bạn
[Ảnh: iStock ]
BỞI MARK WILSON3 PHÚT ĐỌC
Điện tử linh hoạt là một chủ đề nóng trong nghiên cứu trong nhiều năm và các nhà khoa học đã đạt được tiến bộ thực sự trong việc biến đổi các bộ phận của những chiếc bo mạch chủ cồng kềnh đó trong máy tính xách tay của bạn thành dây điện lá vàng mỏng manh có thể đi trên da bạn như một hình xăm tạm thời. Nhưng nhìn sâu hơn một chút vào hầu hết các dự án này, và bạn biết có một nhược điểm khá lớn: Vâng, bản thân dây dẫn rất linh hoạt. Nhưng ở đâu đó, vẫn còn một bộ xử lý khối đầy đủ các bóng bán dẫn không linh hoạt, bật các công tắc bật / tắt để tính toán năng lượng trong máy tính. Điều đó được thực hiện giống như cách chúng luôn được tạo ra. Và đó là một vấn đề lớn, đặc biệt là khi nói đến lời hứa về thiết bị đeo trong y học; các thiết bị y tế nội bộ cần uốn cong và squish với mô mềm của bạn.
Một bước đột phá mới của Đại học Tufts, vừa được xuất bản trên ACS Ứng dụng Vật liệu và Giao diện , có thể nhanh chóng đưa chúng ta vào một kỷ nguyên mới của thiết bị điện tử có thể dệt được như quần áo, và thậm chí có thể được khâu vào da và nội tạng để theo dõi sức khỏe của chúng ta.
Các nhà khoa học đã phát triển một bóng bán dẫn từ sợi lanh. Điều đó có nghĩa là sợi chỉ có thể truyền điện như một dây cách điện, được bật và tắt ngay lập tức như bộ xử lý và kết nối một mạng lưới cảm biến trên hoặc bên trong cơ thể bạn.
Sameer Sonkusale, giám đốc chính của Phòng thí nghiệm Nano cho biết, về cơ bản, một số thiết bị điện tử linh hoạt về cơ bản, chúng chỉ sử dụng cùng một thiết bị điện tử cứng và cố gắng ghim chúng xuống. Họ đặt chúng trên một loại polymer linh hoạt và họ gọi đó là cuộc bầu cử linh hoạt. Tufts người lãnh đạo nghiên cứu. "Đó là một ý tưởng tuyệt vời! Và nó hoạt động. Chúng tôi đã nhìn nó từ một góc độ khác, để làm cho mọi thứ vốn đã linh hoạt. Phải mất một thời gian chúng tôi mới nhận ra rằng các sợi chỉ là chất nền cực kỳ linh hoạt, vậy tại sao chúng ta không tạo ra các mạch trên chúng?
Sợi chỉ được nhúng vào một lọ gel, phủ lên vải lanh một lớp ống nano carbon mỏng, vật liệu kỳ diệu được biết đến với tất cả các loại tính chất tuyệt vời , từ độ dẫn điện tăng cường đến độ bền. Sonkusale nhấn mạnh rằng quy trình sản xuất này rất đơn giản và có thể mở rộng theo thiết kế, bởi vì khía cạnh phức tạp và khó khăn hơn của quy trình là hóa học mà phòng thí nghiệm của ông đã phát triển. Để tạo sợi ống nano trong nhà máy chỉ cần nhúng nhanh, giống như nó được nhuộm. Trên thực tế, Sonkusale nói rằng bạn thực sự có thể nhuộm sợi và thêm các ống nano trong cùng một bước. Điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất dệt truyền thống sẽ có ít vấn đề sản xuất vải lanh điện tử.
Sau khi tạo, luồng vẫn có thể được xử lý như luồng bình thường. Sonkusale nói theo nghĩa đen, bạn có thể lấy kim khâu hoặc sử dụng bất kỳ quy trình nào để khâu bóng bán dẫn vào bất cứ thứ gì bạn muốn. Bạn có thể khâu vết thương xuyên da vào da. Đây là những bóng bán dẫn có thể đi bất cứ đâu.
Cho rằng các bộ vi xử lý hiện đại có chứa hàng tỷ bóng bán dẫn, Sonkusale không tưởng tượng ra một chiếc áo may mặc thậm chí với hàng chục ngàn bóng bán dẫn đã đến gần để phù hợp với sức mạnh xử lý bên trong điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay của bạn. Ý tưởng ở đây là không cạnh tranh với thiết bị điện tử silicon. Chúng tôi không cố gắng tạo ra một bộ vi xử lý khác trên một luồng, anh nói. Tuy nhiên, có những ứng dụng trong y sinh học khi đặt một con chip silicon cứng vào bên trong cơ thể là không thực tế. Nó không tương thích. Bạn phải xem xét các công nghệ có thể sống chung với các mô của bạn.
Sonkusale gọi các trường hợp sử dụng cho các bóng bán dẫn lanh của mình chế biến trên rìa. Bạn có thể dệt một mạng lưới trong quần áo của ai đó hoặc bên trong cơ thể họ, kết nối hàng tá cảm biến, phối hợp kiểm soát năng lượng hiệu quả và quản lý dữ liệu trước rất gần với nguồn. Nó cũng có thể khuếch đại tín hiệu của cảm biến. Trong một ý nghĩa thực tế, toàn bộ mạng chuyển mạch này có thể giống như một mạng internet nhỏ trong cơ thể bạn, tất cả đều có thể truy cập thông qua một sợi chỉ qua da của bạn chứ không phải là hàng ngàn dây điện thò ra.
Ngay bây giờ, phòng thí nghiệm của Sonkusale đã nghiên cứu làm thế nào sợi chỉ có thể được xử lý thành thiết bị đeo, giống như một miếng băng thông minh có thể theo dõi tiến trình của vết thương trong thời gian thực. Chẳng mấy chốc, anh muốn bắt đầu thử nghiệm công nghệ trên mô động vật, để xem cơ thể phản ứng với vật liệu như thế nào. Ông nghi ngờ hóa học sẽ cần phải được điều chỉnh để giảm thiểu tình trạng viêm, và một câu hỏi lớn sẽ là bản thân vải lanh giữ tốt như thế nào trong mô. Nhưng lạc quan, và với nguồn tài trợ mà anh ta vẫn chưa đảm bảo, anh ta tưởng tượng rằng thử nghiệm của con người có thể bắt đầu trong vòng hai đến năm năm.
Sonkusale cho biết, rất ít tranh luận [cần thiết] được đưa ra rằng, nếu bạn tìm ra hóa học, điều này có thể hoạt động tốt hơn ở da và mô hơn bất kỳ thứ gì khác mà chúng ta đang thử ngày hôm nay, Sonkusale nói. Trong khi đó, các công ty tư nhân có thể cấp phép công nghệ từ phòng thí nghiệm của Sonkusale để tự mình phát triển các thiết bị điện tử có thể đeo được.
Tương lai của thiết bị đeo? Sợi lanh có thể được khâu vào cơ thể của bạn
[Ảnh: iStock ]
BỞI MARK WILSON3 PHÚT ĐỌC
Điện tử linh hoạt là một chủ đề nóng trong nghiên cứu trong nhiều năm và các nhà khoa học đã đạt được tiến bộ thực sự trong việc biến đổi các bộ phận của những chiếc bo mạch chủ cồng kềnh đó trong máy tính xách tay của bạn thành dây điện lá vàng mỏng manh có thể đi trên da bạn như một hình xăm tạm thời. Nhưng nhìn sâu hơn một chút vào hầu hết các dự án này, và bạn biết có một nhược điểm khá lớn: Vâng, bản thân dây dẫn rất linh hoạt. Nhưng ở đâu đó, vẫn còn một bộ xử lý khối đầy đủ các bóng bán dẫn không linh hoạt, bật các công tắc bật / tắt để tính toán năng lượng trong máy tính. Điều đó được thực hiện giống như cách chúng luôn được tạo ra. Và đó là một vấn đề lớn, đặc biệt là khi nói đến lời hứa về thiết bị đeo trong y học; các thiết bị y tế nội bộ cần uốn cong và squish với mô mềm của bạn.
Một bước đột phá mới của Đại học Tufts, vừa được xuất bản trên ACS Ứng dụng Vật liệu và Giao diện , có thể nhanh chóng đưa chúng ta vào một kỷ nguyên mới của thiết bị điện tử có thể dệt được như quần áo, và thậm chí có thể được khâu vào da và nội tạng để theo dõi sức khỏe của chúng ta.
Các nhà khoa học đã phát triển một bóng bán dẫn từ sợi lanh. Điều đó có nghĩa là sợi chỉ có thể truyền điện như một dây cách điện, được bật và tắt ngay lập tức như bộ xử lý và kết nối một mạng lưới cảm biến trên hoặc bên trong cơ thể bạn.
Sameer Sonkusale, giám đốc chính của Phòng thí nghiệm Nano cho biết, về cơ bản, một số thiết bị điện tử linh hoạt về cơ bản, chúng chỉ sử dụng cùng một thiết bị điện tử cứng và cố gắng ghim chúng xuống. Họ đặt chúng trên một loại polymer linh hoạt và họ gọi đó là cuộc bầu cử linh hoạt. Tufts người lãnh đạo nghiên cứu. "Đó là một ý tưởng tuyệt vời! Và nó hoạt động. Chúng tôi đã nhìn nó từ một góc độ khác, để làm cho mọi thứ vốn đã linh hoạt. Phải mất một thời gian chúng tôi mới nhận ra rằng các sợi chỉ là chất nền cực kỳ linh hoạt, vậy tại sao chúng ta không tạo ra các mạch trên chúng?
Sợi chỉ được nhúng vào một lọ gel, phủ lên vải lanh một lớp ống nano carbon mỏng, vật liệu kỳ diệu được biết đến với tất cả các loại tính chất tuyệt vời , từ độ dẫn điện tăng cường đến độ bền. Sonkusale nhấn mạnh rằng quy trình sản xuất này rất đơn giản và có thể mở rộng theo thiết kế, bởi vì khía cạnh phức tạp và khó khăn hơn của quy trình là hóa học mà phòng thí nghiệm của ông đã phát triển. Để tạo sợi ống nano trong nhà máy chỉ cần nhúng nhanh, giống như nó được nhuộm. Trên thực tế, Sonkusale nói rằng bạn thực sự có thể nhuộm sợi và thêm các ống nano trong cùng một bước. Điều đó có nghĩa là các nhà sản xuất dệt truyền thống sẽ có ít vấn đề sản xuất vải lanh điện tử.
Sau khi tạo, luồng vẫn có thể được xử lý như luồng bình thường. Sonkusale nói theo nghĩa đen, bạn có thể lấy kim khâu hoặc sử dụng bất kỳ quy trình nào để khâu bóng bán dẫn vào bất cứ thứ gì bạn muốn. Bạn có thể khâu vết thương xuyên da vào da. Đây là những bóng bán dẫn có thể đi bất cứ đâu.
Cho rằng các bộ vi xử lý hiện đại có chứa hàng tỷ bóng bán dẫn, Sonkusale không tưởng tượng ra một chiếc áo may mặc thậm chí với hàng chục ngàn bóng bán dẫn đã đến gần để phù hợp với sức mạnh xử lý bên trong điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay của bạn. Ý tưởng ở đây là không cạnh tranh với thiết bị điện tử silicon. Chúng tôi không cố gắng tạo ra một bộ vi xử lý khác trên một luồng, anh nói. Tuy nhiên, có những ứng dụng trong y sinh học khi đặt một con chip silicon cứng vào bên trong cơ thể là không thực tế. Nó không tương thích. Bạn phải xem xét các công nghệ có thể sống chung với các mô của bạn.
Sonkusale gọi các trường hợp sử dụng cho các bóng bán dẫn lanh của mình chế biến trên rìa. Bạn có thể dệt một mạng lưới trong quần áo của ai đó hoặc bên trong cơ thể họ, kết nối hàng tá cảm biến, phối hợp kiểm soát năng lượng hiệu quả và quản lý dữ liệu trước rất gần với nguồn. Nó cũng có thể khuếch đại tín hiệu của cảm biến. Trong một ý nghĩa thực tế, toàn bộ mạng chuyển mạch này có thể giống như một mạng internet nhỏ trong cơ thể bạn, tất cả đều có thể truy cập thông qua một sợi chỉ qua da của bạn chứ không phải là hàng ngàn dây điện thò ra.
Ngay bây giờ, phòng thí nghiệm của Sonkusale đã nghiên cứu làm thế nào sợi chỉ có thể được xử lý thành thiết bị đeo, giống như một miếng băng thông minh có thể theo dõi tiến trình của vết thương trong thời gian thực. Chẳng mấy chốc, anh muốn bắt đầu thử nghiệm công nghệ trên mô động vật, để xem cơ thể phản ứng với vật liệu như thế nào. Ông nghi ngờ hóa học sẽ cần phải được điều chỉnh để giảm thiểu tình trạng viêm, và một câu hỏi lớn sẽ là bản thân vải lanh giữ tốt như thế nào trong mô. Nhưng lạc quan, và với nguồn tài trợ mà anh ta vẫn chưa đảm bảo, anh ta tưởng tượng rằng thử nghiệm của con người có thể bắt đầu trong vòng hai đến năm năm.
Sonkusale cho biết, rất ít tranh luận [cần thiết] được đưa ra rằng, nếu bạn tìm ra hóa học, điều này có thể hoạt động tốt hơn ở da và mô hơn bất kỳ thứ gì khác mà chúng ta đang thử ngày hôm nay, Sonkusale nói. Trong khi đó, các công ty tư nhân có thể cấp phép công nghệ từ phòng thí nghiệm của Sonkusale để tự mình phát triển các thiết bị điện tử có thể đeo được.
Nhận xét
Đăng nhận xét