Fabricação acelerada de sensores vestíveis extensíveis na UC Berkeley

Faculdade de Engenharia da UC Berkeley, CA
Um conjunto de supercapacitores feito usando uma nova técnica de fabricação que é mais rápida e mais barata que a fotolitografia. (Imagem:Peisheng He/UC Berkeley)
Engenheiros da UC Berkeley desenvolveram uma nova técnica para fabricar sensores vestíveis que permite aos pesquisadores médicos prototipar e testar novos projetos com muito mais rapidez e a um custo muito menor do que os métodos existentes.

A nova técnica substitui a fotolitografia – um processo de múltiplas etapas usado para fabricar chips de computador em salas limpas – por um cortador de vinil de US$ 200. A nova abordagem reduz o tempo de fabricação de pequenos lotes de sensores em quase 90% e, ao mesmo tempo, reduz os custos em quase 75%, disse Renxiao Xu, que desenvolveu a técnica enquanto fazia seu doutorado. em engenharia mecânica em Berkeley.

Sensores vestíveis são frequentemente usados por pesquisadores para coletar dados médicos de pacientes durante longos períodos de tempo. Eles variam de bandagens adesivas na pele a implantes extensíveis em órgãos e utilizam sensores sofisticados para monitorar a saúde ou diagnosticar doenças.
Uma “malha inteligente” extensível feita a partir do processo de fabricação de corte em dois modos. Este dispositivo pode ser aplicado na extração e detecção de suor montado na pele. (Imagem:Peisheng He/UC Berkeley)
Esses dispositivos consistem em fios planos, chamados de interconexões, bem como sensores, fontes de energia e antenas para comunicar dados a aplicativos de smartphones ou outros receptores. Para manter a funcionalidade total, eles devem esticar, flexionar e torcer com a pele e os órgãos nos quais estão montados – sem gerar tensões que possam comprometer seus circuitos.

Para obter flexibilidade de baixa tensão, os engenheiros usam uma estrutura de “ponte-ilha”. As ilhas abrigam componentes eletrônicos e sensores rígidos, como resistores comerciais, capacitores e componentes sintetizados em laboratório, como nanotubos de carbono. As pontes ligam as ilhas umas às outras. Suas formas em espiral e em zigue-zague se esticam como molas para acomodar grandes deformações.

No passado, os pesquisadores construíram esses sistemas de pontes-ilhas usando fotolitografia, um processo de várias etapas que usa luz para criar padrões em wafers semicondutores. Fazer sensores vestíveis dessa forma requer uma sala limpa e equipamentos sofisticados.

A nova técnica é mais simples, rápida e econômica, especialmente ao produzir uma ou duas dúzias de amostras que os pesquisadores médicos normalmente precisam para testar.

Uma descrição da técnica foi publicada no ACS Nano. Xu, que agora trabalha na Apple, e Liwei Lin, professor de engenharia mecânica e codiretor do Berkeley Sensor and Actuator Center, foram os pesquisadores principais.

Para mais informações, entre em contato com Sarah Yang em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; 510-643-6803.