Revolucionando a tecnologia vestível:eletrônica impressa no local para tatuagens personalizadas com biossensores

Escola de Engenharia Pratt da Duke University, Durham, Carolina do Norte

Uma técnica totalmente impressa no local para eletrônicos poderia permitir tecnologias como tatuagens eletrônicas incorporadas de alta adesão e bandagens com biossensores específicos do paciente.
Dois terminais eletronicamente ativos impressos diretamente na parte inferior do dedo mínimo acendem com sucesso um LED quando uma tensão é aplicada.
As tatuagens eletrônicas convencionais são pedaços de borracha finos e flexíveis que contêm componentes elétricos igualmente flexíveis. A película fina adere à pele como uma tatuagem temporária e as primeiras versões da eletrônica flexível foram feitas para conter monitores de atividade cardíaca e cerebral e estimuladores musculares. Existem algumas áreas em que eles não são adequados, como quando é necessária a modificação direta de uma superfície adicionando componentes eletrônicos personalizados.

Os pesquisadores desenvolveram uma nova tinta contendo nanofios de prata que podem ser impressos em qualquer substrato a baixas temperaturas com uma impressora aerossol. Produz uma película fina que mantém sua condutividade sem qualquer processamento adicional. Depois de impressa, a tinta seca em menos de dois minutos e mantém seu alto desempenho elétrico mesmo depois de suportar uma tensão de flexão de 50% mais de 1.000 vezes.

Numa demonstração, duas derivações eletronicamente ativas foram impressas na parte inferior do dedo mínimo. Perto da ponta do dedo, os fios são conectados a uma pequena luz LED. Uma voltagem é então aplicada à parte inferior dos dois terminais impressos, fazendo com que o LED permaneça aceso mesmo quando o dedo se dobra e se move.

A tinta condutora pode ser combinada com outros dois componentes imprimíveis para criar transistores funcionais. A impressora primeiro coloca uma tira semicondutora de nanotubos de carbono. Depois de secar e sem remover o substrato de plástico ou papel da impressora, são impressos dois fios de nanofios de prata que se estendem por vários centímetros de cada lado. Uma camada dielétrica não condutora de um material bidimensional (nitreto de boro hexagonal) é então impressa no topo da tira semicondutora original, seguida por um eletrodo final de porta de nanofio de prata.

Com as tecnologias atuais, pelo menos uma dessas etapas exigiria a remoção do substrato para processamento adicional, como um banho químico para enxaguar o material indesejado, um processo de endurecimento para garantir que as camadas não se misturem ou um cozimento prolongado para remover vestígios de material orgânico que possa interferir nos campos elétricos. A técnica de impressão no local não requer nenhuma dessas etapas e, apesar da necessidade de cada camada secar completamente para evitar a mistura de materiais, pode ser concluída na temperatura geral de processamento mais baixa relatada até o momento.

O método de impressão não substitui os processos de fabricação em larga escala de eletrônicos vestíveis, mas tem valor para aplicações como prototipagem rápida ou bandagens que contenham biossensores.

Para mais informações, entre em contato com Ken Kingery em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 919-660-8414.