高弹性超薄皮肤显示
由Takao Someya教授领导,东京大学的研究人员与戴尼比印刷(DNP),一家日本印刷公司合作,开发了一种超薄的弹性展示,适合皮肤。它可以显示通过透气的on-Skin电极传感器记录的心电图的移动波形。结合无线通信模块,这种集成的生物医学传感器系统 - 称为“皮肤电子器件” - 可以将生物识别数据传输到云。
由于半导体技术的进步,可穿戴设备现在可以通过首先测量生命体征或采用心电图来监测健康,然后将数据无线传输到智能手机。可以实时在屏幕上显示读数或心电图波形,或者发送到存储信息的云或存储器设备。
新开发的皮肤电子系统旨在进一步提高老年人或体弱者的信息可访问性,这些人往往有困难操作和获取现有设备和界面的数据。它有望通过持续的、非侵入性的健康监测和家庭自我保健,帮助缓解老龄化社会家庭保健系统的压力。
新的集成系统结合了一个灵活的、可变形的显示器和一个由透气纳米电极和无线通信模块组成的轻量级传感器。这种传感器测量的医疗数据,比如心电图,既可以无线发送到智能手机上查看,也可以发送到云端存储。在最新的研究中,显示器显示了存储在内存中的移动的心电图波形。
皮肤显示器由16 x 24阵列的微LED和安装在橡胶板上的可伸展布线组成。“我们的皮肤显示器展现出简单的图形,”Someya说。“因为它由薄且柔软的材料制成,所以它可以自由变形。”
显示屏可伸缩到原始长度的45%。它比以前的可穿戴显示器耐磨和撕裂更耐磨。它基于一种新颖的结构,可最大限度地减少伸展延伸的压力,这些压力在诸如微LED和软材料的硬质材料上,如弹性布线 - 其他模型的损坏原因。
它是第一种可拉伸的显示器,以实现空气中的卓越耐久性和稳定性,使得在矩阵型显示器中不是单个像素的同时在紧密连接到皮肤上并连续地进行身体的拉伸和收缩运动。
纳米型皮肤传感器可以连续穿在皮肤上一周而不会引起任何炎症。虽然该传感器在早期的研究中开发,但能够测量温度,压力和肌肉的电气性能),但它在最新研究中首次成功地记录了心电图。
研究人员应用了电子产品批量生产的经验和真正的方法 - 具体而言,丝网印刷银色布线并将微LED安装在橡胶板上,用芯片安装器和焊膏常用于制造印刷电路板。应用这些方法可能会加速显示的商业化,并有助于保持未来的生产成本。
DNP计划通过优化结构,提高可拉伸装置的可靠性,提高生产工艺的集成度,克服大面积覆盖等技术难题,在未来3年内将其推向市场。“当今的老龄化社会需要用户友好的可穿戴传感器来监测病人的生命体征,以减轻病人和提供护理的家庭成员的负担,”Someya说。“我们的系统可以作为人们期待已久的解决方案之一,来满足这一需求,最终将提高许多人的生活质量。”
来源:东京大学