نخ‌های نازک هوشمند علائم حیاتی بدن را رصد می‌کند

به گزارش قم پرس به نقل از نیواطلس، در حالی که حدود ۳۳ درصد شهروندان آمریکایی از حلقه‌ها و ساعت‌های هوشمندی استفاده می‌کنند که به‌عنوان ابزارهای پایش سلامت شناخته می‌شوند، پژوهشگران دانشگاه تافتس فناوری جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند پایش علائم بدن را به لباس و حتی پوست انسان منتقل کند.

پروفسور سمیر سونکوزاله و همکارانش در پژوهشی که در نشریه Applied Materials & Interfaces منتشر شده، توضیح داده‌اند که چگونه مدارهای مجتمع پیچیده‌ای را بر پایه فناوری «الکترونیک مبتنی بر نخ» (thread electronics) طراحی و توسعه داده‌اند. این سامانه از حسگرها، ترانزیستورها و دیگر اجزای الکترونیکی تشکیل شده است.

پژوهشگران برای نشان دادن قابلیت این فناوری، نشان دادند که حسگرهای الکترونیکی مبتنی بر نخ می‌توانند سیگنال‌های ظریف بدن را که ممکن است نشانه‌ای از فشار، بیماری یا دیگر تغییرات فیزیولوژیکی باشند، تقویت و ثبت کنند. برای نمونه، آنها با استفاده از حسگری که روی شقیقه فرد قرار گرفت، توانستند پلک زدن را ردیابی کنند و با حسگری که روی قفسه سینه نصب شده بود، تغییرات الگوی تنفس را تشخیص دهند.

این سامانه‌ها به دلیل ساختار انعطاف‌پذیر خود می‌توانند بدون آسیب دیدن پیچیده، کشیده یا خم شوند. به همین دلیل، می‌توان آنها را به‌سادگی در انواع پوشاک، از جمله لباس‌های ورزشی و لباس‌های کار، ادغام کرد.

همچنین امکان نصب مستقیم این سامانه‌های الکترونیکی روی پوست وجود دارد تا داده‌های محیطی یا اطلاعات فیزیولوژیکی بدن را منتقل کنند. چنین قابلیتی می‌تواند به بهبود روند درمان، ارتقای سلامت و حتی افزایش عملکرد ورزشی کمک کند.

سامانه الکترونیکی مبتنی بر نخ برای عملکرد خود از میکروترانزیستورهای انعطاف‌پذیری استفاده می‌کند که به رشته‌های پوشش‌داده‌شده با طلا متصل هستند. این ترانزیستورها از یک ماده رسانای مشابه پلاستیک ساخته شده‌اند و با اتصال رشته‌های واردشده به رشته‌های موجود، امکان کنترل جریان الکترون‌ها را فراهم می‌کنند.

این فناوری همچنین بر ماده‌ای به نام «یوتکتوژل» (eutectogel) متکی است. این ماده با ایجاد فاصله‌ای کمتر از یک میلی‌متر میان دو سر نخ، امکان کنترل جریان الکترون‌ها را از طریق مقاومت‌ها، خازن‌ها و دیگر اجزای الکترونیکی فراهم می‌کند.

هرچند بریدن رشته‌های الکترونیکی باعث از کار افتادن آنها می‌شود، یوتکتوژل‌ها پایدار و انعطاف‌پذیر هستند و به اندازه‌ای نرم‌اند که می‌توان آنها را در تماس مستقیم با بدن قرار داد. همچنین در صورت آسیب‌دیدگی، امکان تعمیر ترانزیستورها تنها با اعمال مقدار کمی گرما وجود دارد.

از سوی دیگر، ساخت این سامانه‌های الکترونیکی مبتنی بر نخ به فرآیندهای حساس فوتولیتوگرافی که در تولید مدارهای مجتمع رایج است، یا پردازش در دمای بسیار بالا و استفاده از اتاق‌های پاک نیاز ندارد.