Sensor baseado em grafite para dispositivos médicos vestíveis

Os pesquisadores desenvolveram uma tecnologia de detecção baseada em grafeno usando o material G-Putty - uma massa misturada de grafeno altamente maleável. Os sensores impressos são 50 vezes mais sensíveis do que o padrão da indústria e superam outros sensores nano-habilitados comparáveis ​​em uma métrica importante:flexibilidade. Maximizar a sensibilidade e a flexibilidade sem reduzir o desempenho torna a tecnologia uma candidata ideal para as áreas emergentes de eletrônicos vestíveis e dispositivos de diagnóstico médico.

A equipe demonstrou que pode produzir um sensor de deformação nanocompósito de grafeno impresso de baixo custo. Criando e testando tintas de diferentes viscosidades (correção), a equipe descobriu que poderia adaptar as tintas G-Putty de acordo com a tecnologia de impressão e aplicação. Em ambientes médicos, os sensores de tensão são uma ferramenta de diagnóstico valiosa usada para medir mudanças na tensão mecânica, como a taxa de pulso ou alterações na capacidade de engolir de uma vítima de derrame. Um sensor de deformação funciona detectando essa mudança mecânica e convertendo-a em um sinal elétrico proporcional, agindo assim como conversor mecânico-elétrico. Embora os sensores de deformação estejam atualmente disponíveis, eles são feitos principalmente de folha de metal que apresenta limitações em termos de usabilidade, versatilidade e sensibilidade.



A equipe transformou o G-putty em uma mistura de tinta com excelentes propriedades mecânicas e elétricas. As tintas podem ser transformadas em um dispositivo de trabalho usando métodos de impressão industrial, desde serigrafia até aerossol e deposição mecânica. Um benefício adicional é que a equipe pode controlar uma variedade de parâmetros diferentes durante o processo de fabricação, o que fornece a capacidade de ajustar a sensibilidade do material para aplicações específicas que exigem detecção de pequenas deformações.

O desenvolvimento dos sensores representa um avanço considerável em dispositivos de diagnóstico vestíveis – dispositivos que podem ser impressos em padrões personalizados e montados confortavelmente na pele de um paciente para monitorar uma variedade de diferentes processos biológicos. A equipe está explorando aplicativos para monitorar a respiração e o pulso em tempo real, o movimento e a marcha das articulações e o trabalho de parto precoce na gravidez. Como os sensores combinam alta sensibilidade, estabilidade e uma ampla faixa de detecção com a capacidade de imprimir padrões personalizados em substratos flexíveis e usáveis, a equipe pode adaptar o sensor à aplicação.