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亚麻线柔性电子元件助推医疗技术的应用

(文章滥觞:放牛班的秘密花园)

多年来,柔性电子元件不停是钻研领域的热门话题,在将条记本电脑中那些宏大年夜的主板部件改造成薄得惊人的金箔线路方面,科学家们取得了实质性进展,这种线路可以像临时纹身一样贴在皮肤上发挥感化。

但轻细深入钻研一下这些项目,就会发明此中有个相昔时夜的陷阱:是的,电线本身是柔性的,但在某些地方仍有个塞满非柔性晶体管的块状处置惩罚器——谋略机用来谋略功率的开关,它们仍采纳与以往相同的制造要领。这是个大年夜问题,尤其是涉及到可穿着设备在医学领域的利用前景时。内部医疗设备在你的软组织中必要能够弯曲和挤压变形。

塔夫茨大年夜学(Tufts University)刚刚颁发在《ACS利用材料与界面》(ACS Applied Materials and interface)杂志上的一项新冲破,可能会使我们快进到一个可穿着电子设备的新期间,这些电子设备就像衣服一样编织在一路,以致可能被缝进我们的皮肤和器官里,以便追踪我们的康健状况。

科学家们用亚麻线发现了一种晶体管。这意味着这种线能像绝缘电线一样传输电能,像处置惩罚器一样瞬间开关,还可以在你的体表或体内连接传感器收集。塔夫茨大年夜学纳米实验室的主要认真人Sameer Sonkusale引导了这项钻研,他说:“一些柔性电子元件基础上采纳了相同的硬电子元件,将其固定在一种柔性聚合物上,这被称为柔性电子。”

“这个创意太棒了!它确凿有效。我们从一个不合角度来看待它,以制造生成具有柔性的器械。我们颇费周折才意识到线是极有柔性的基片,以是我们干嘛不在上面做电路呢?”这种线本身浸在一大年夜桶凝胶中,凝胶在亚麻线外面覆盖薄薄的一层碳纳米管——这种神奇材料以各类神奇特点而驰誉,从增强导电性到历久性等。

Sonkusale强调这个临盆历程在设计上是异常简单和可扩展的,由于该历程更繁杂和艰苦的方面是其实验室已经成功研发的化学因素。在工厂中制造碳纳米管亚麻线只需像被染色一样快速浸渍。事实上,Sonkusale表示,你可以在同一步骤里给亚麻线染色并添加纳米管。这意味着传统纺织品制造商临盆电子亚麻线制品应该没有什么问题。

完成制造后,亚麻丝线仍可作为通俗线处置惩罚。Sonkusale说:“你能用缝衣针或用任何措施把晶体管缝在你盼望的任何器械上。你能把它缝进皮肤里。这些晶体管可以缝在任何地方。”斟酌到今世微处置惩罚器包孕数十亿个晶体管,Sonkusale无法想象一件衣服(纵然有成千上万个晶体管)能与你的智妙手机或条记本电脑的处置惩罚能力相媲美。

他说:“该创意不是要和硅电子元件竞争。我们不盘算在一根亚麻线上制造另一种微处置惩罚器,但在生物医学利用领域,将硬硅芯片植入人体不太切实可行,它不具备兼容性,必须钻研能与人体组织共存的技巧。”Sonkusale把他的亚麻线晶体管利用处景称为“边缘处置惩罚”。可以在人们的衣服或身段里编织一个连接了几十个传感器的收集,和谐有效的电源节制,并在异常靠近数据源的地方预先治理数据。它还可以放大年夜传感器的旌旗灯号。

从实际意义上说,这全部开关收集就像你体内的一个小型互联网,所有这些都能经由过程皮肤上的一根亚麻线来连接,而不必要露出成千上万根电线。今朝,Sonkusale的实验室已经在钻研若何将这种亚麻线制成可穿着设备,比如可实时监测伤口愈合环境的智能绷带。他想在不久后开始在动物组织上测试这项技巧,看看身段对这种材料的反映。

他狐疑必要对这种化学因素进行调剂,才能将炎症反映降到最低。一个重大年夜问题是亚麻线本身在组织中的遭遇力若何。但乐不雅来看,有了尚未拿得手的资金,他设想人类测试就能在两到五年内开始。Sonkusale说:“假如能弄清楚此中的化学因素,那么它利用在皮肤和组织中的效果可能比我们本日考试测验的任何其他器械都要好,这一点无需辩说。”与此同时,私营企业可以从Sonkusale实验室得到技巧许可来自行开拓柔性可穿着电子产品。

(责任编辑:fqj)

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