به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد نانو، پژوهشگران دانشگاه درکسل (Drexel University) و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا (Penn State University) نوعی الکترود هیدروژلی قابلچاپ توسعه دادهاند که میتواند یکی از مشکلات قدیمی حسگرهای زیستی پوشیدنی را هدف قرار دهد: حفظ تماس پایدار با پوست در شرایط واقعی، یعنی زمانی که پوست عرق کرده، مو دارد یا دائماً در حال حرکت است.
این الکترود جدید با استفاده از ترکیبی از «گرافن القاشده با لیزر» (Laser-Induced Graphene یا LIG) و «گرافن اکسید کاهشیافته» (Reduced Graphene Oxide یا rGO) ساخته شده است و ویژگیهایی کمسابقه را در یک ماده واحد کنار هم قرار میدهد. این هیدروژل مدول یانگ بسیار پایینی در حدود ۱٫۰۸ کیلوپاسکال دارد و میتواند تا حدود ۸۰۰۰ درصد کش بیاید؛ یعنی در شرایط آزمایشگاهی قادر است به حدود ۸۰ برابر اندازه اولیه خود برسد.
اما مسئله فقط کشسانی فوقالعاده نیست. این ماده در شرایط مرطوب نیز چسبندگی بالایی به پوست دارد و میتواند در برابر عرق، مو و حرکتهای روزمره مقاومت کند. ترکیب این ویژگیها میتواند به ثبت پایدارتر سیگنالهای زیستی در استفاده طولانیمدت کمک کند؛ همان چیزی که حسگرهای پوشیدنی سالهاست برای رسیدن به آن با پوست، مو و عرق انسان درگیرند.
پایش همزمان و مداوم سیگنالهای فیزیولوژیک از قلب، مغز، عضلات و چشمها اهمیت زیادی در بررسی وضعیت جسمی و حتی روانی انسان دارد. دلیل این اهمیت آن است که بسیاری از واکنشهای بدن بهصورت جداگانه رخ نمیدهند، بلکه چندین سامانه فیزیولوژیک را همزمان تحت تأثیر قرار میدهند. برای مثال، اضطراب میتواند با تغییرات هماهنگ در ضربان قلب، تعریق، فعالیت عضلات، تنفس و حرکات چشم همراه شود.
با وجود این، الکترودهای زیستی متداول، چه از جنس فلز باشند و چه بر پایه ژلهای رسانا، در شرایط واقعی با محدودیتهای جدی روبهرو هستند. تماس این الکترودها با پوست پرمو ممکن است کاهش پیدا کند، تعریق میتواند اتصال آنها را مختل کند و حرکت بدن نیز به دلیل تفاوت مکانیکی میان پوست نرم و الکترود نسبتاً سخت، باعث ایجاد نویز در سیگنال ثبتشده شود.
هیدروژلها در سالهای اخیر بهعنوان گزینهای مناسب برای حل این مشکل مطرح شدهاند. پژوهشگران با الهام از سازوکارهای چسبندگی موجود در …
