可穿戴设备和导电凝胶

11-05-2020 |  |  By 罗宾米切尔

麻省理工学院的研究人员开发了一种专门的导电凝胶,当暴露于潮湿环境时,允许导电聚合物保留在表面上。为什么这项技术有希望,并且穿戴技术目前有什么问题?

可穿戴技术

可穿戴技术领域涉及创建可以佩戴或附加到用户的设备。尽管 可穿戴技术 确实存在并广泛可用,它们通常仅限于观看或其他腕带,例如Apple智能手表或最大健康频段。这些技术不仅笨重,而且它们几乎总是骑,并且不会与柔性表面移动,如皮肤和组织。这些装置的刚性通常使得它们不舒服以及高度明显的,并且脊状的装置更难以在人体内植入,因为它们可以损坏围绕软组织损坏。 

虽然仍处于起步阶段,但有一种不断增长的技术部门,正在努力创造灵活的部件和导体,以创造几乎有机的设计,可以轻松地植入或嵌入人体皮肤,同时对周围组织没有影响,电路功能或视觉冲击。如果可以创建这样的设计,它将为消费者和研究人员开辟许多机会。首先,可以永久集成医疗监控设备,允许始终监控健康。其次,始终监测人民健康的能力将对医疗AI创建系统的领域证明可以快速诊断条件的医疗AI领域。第三,植入设计还可以提供医疗紧急团队,其具有重要患者信息,如过敏,血型和预先存在的条件。但随着技术目前的代表,这仍然很远,在我们创造这样的设备之前,我们需要解决可穿戴和灵活的技术面部的当前问题。

灵活的连接

由于人体(内部和外部)是潮湿的,因此在创建传感器和电极时可以仅使用特定材料。一种流行的材料,铂金被认为是理想的,因为它是具有高导电性的耐湿性。铂金的另一个好处是它是生物学上良性的,因此如果植入人体将不会被拒绝(即由免疫系统攻击)。然而,基于铂基电极越脊,这意味着它们可以损坏周围的组织,使其使用有问题。一个潜在的解决方案是使用 柔性导电聚合物 剩余的同时弯曲和伸展,谁可以弯曲和伸展,同时保持导电。但这些材料通常具有粘附在潮湿的表面上存在问题,并且当在人体上使用时,这种问题被放大,这不仅是大多数但总是移动。因此,当这种聚合物粘附到皮肤上时或植入时会迅速崩解并变得不起作用。

一个新的导电凝胶

来自麻省理工学院的研究人员最近开发了一个导电凝胶 这可以应用于柔性聚合物,并使它们即使在水中浸没时也能继续运作。由麻省理工学院团队开发的导电凝胶在基板材料和导电聚合物之间产生粘合剂层,该粘合剂层仅在厚的几纳米厚度下测量,但可以将两种材料保持在一起,而不管包括玻璃,聚酰亚胺,氧化铟锡的实例材料的水分如何,金子。凝胶的强度和能力来自渗透粘附聚合物的能力,并产生间隔链接,这也是其抵抗水分的能力的原因。



新的导电还具有额外的益处,即可以使用各种制造方法施加,包括旋涂和浸涂。由于柔性聚合物技术已经过分投资开发一种在潮湿环境中运用的新聚合物,可能导致制造商必须使用新设备改变整个生产线。由于凝胶可以使用标准制造工艺应用,因此目前用于生产柔性聚合物的设备保持相关,因此更经济地生产。因此,诸如PEDOT的柔性导电聚合物的制造商仅需要添加生产阶段以施加凝胶。 

已经证明了导电凝胶以与聚氨酯(亲水材料)合作,能够在完全浸没水下时转动LED。然而,研究人员表示,其他柔性聚合物应该能够工作,表明凝胶的实用性用于未来的商业用途。虽然需要更好的凝胶实验,但MIT集团希望为制造商进行许可,并在现实世界环境中获得凝胶测试。

结论

创造能够与人体移动的灵活聚合物开辟了设计师和研究人员的大规模机会。传感器读数可以采用良性导体和传感器的使用,电路可以随身携带,并且在弯曲下不会破裂,并且使用这种柔性导体甚至可以在修复神经中的敏感组织方面至关重要。虽然这些技术仍然是几十年之下,但对该导电凝胶的研究将使能够佩带和植入的电子产品开辟机会。


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罗宾米切尔

罗宾米切尔是一名电子工程师,自13岁以来一直参与电子产品。在Warwick大学完成Beng之后,Robin迁入了在线内容创作开发文章,新闻棋子和专业人士和制造商的项目领域一样。目前,Robin运行了一个小型电子商务,Mitchelectronics,它会产生教育套件和资源。

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