ساخت پوست الکترونیکی با ساختار مشبک برای استفاده طولانی مدت

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، لی سونگ وون از دپارتمان فیزیک و شیمی در موسسه علوم و فناوری Daegu Gyeongbuk (DGIST)، موفق به ساخت اولین ترانزیستور اثر میدان آلی نانومش (OFET) فوق نازک و قابل تنفس در جهان شد که می‌تواند در دستگاه‌های الکترونیکی استفاده شود. انتظار می‌رود نانومش OFET در ترکیب با حسگر‌های مختلف، اندازه‌گیری مستقیم داده‌های فیزیولوژیکی از سطح پوست را امکان‌پذیر کند و پردازش داده‌ها را بهینه کند.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لی سونگ وون از DGIST موفق به توسعه اولین پوست الکترونیکی با ساختار نانومش در جهان (ترانزیستور اثر میدان آلی) شده‌اند. این پوست الکترونیکی، که از یک ساختار نانومش تشکیل شده است، می‌تواند سیگنال‌های زیستی را برای مدت طولانی اندازه‌گیری و پردازش کند. این دستاورد گام بزرگی به سوی سیستم‌های یکپارچه برای دستگاه‌های پوست الکترونیکی است.

پوست الکترونیکی به دستگاه‌های پوشیدنی الکترونیکی گفته می‌شود که برای جمع‌آوری سیگنال‌های زیستی مانند دما، ضربان قلب، الکترومیوگرام و فشار خون و انتقال داده‌ها روی پوست استفاده می‌شود. در پاسخ به افزایش توجه به سیستم‌های مراقبت بهداشتی هوشمند با دستگاه‌های پوشیدنی، فناوری‌های مرتبط به طور فعال در حال توسعه هستند. برای اندازه‌گیری دقیق سیگنال‌های فیزیولوژیکی با استفاده از یک سیستم مراقبت بهداشتی بلادرنگ، به یک حسگر نرم که می‌تواند به سطوح صاف و دائماً متحرک پوست متصل شود، نیاز است. در نتیجه، اکثر دستگاه‌های الکترونیکی که روی سطح پوست پوشیده می‌شوند با استفاده از بستر‌هایی با سطوح صاف مانند پلاستیک و لاستیک ساخته شده‌اند.

با این حال، اتصال طولانی مدت بستر با ساختار سطح صاف و نفوذپذیری مایع و بخار کم به پوست بیولوژیکی می‌تواند باعث بروز بیماری‌های غیرمنتظره شود. از این رو، لازم است دستگاه‌های الکترونیکی که با بافت‌های بیولوژیکی در تماس هستند، نفوذپذیری بالایی داشته باشند تا از استفاده طولانی مدت اطمینان حاصل شود. بر این اساس، تحقیقات بر روی دستگاه‌های نانومش مبتنی بر نانوالیاف پلیمری با نفوذپذیری بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

این تیم تحقیقاتی نانومش بسیار نازک OFET را ایجاد کرده است که تقریباً هیچ ناراحتی برای کاربران ایجاد نمی‌کند و می‌تواند با حسگر‌های مختلف ترکیب شود. به‌طور خاص، این دستگاه OFET توسعه‌یافته حتی در صورت تا شدن یا خمیدگی، بدون کاهش عملکرد، حتی در محیط‌های خشن مانند ۱۰۰۰ تغییر شکل و رطوبت بالا، عملکرد ثابتی را نشان می‌دهد.

ساخت ترانزیستور‌های نانومش به دلیل سطح ناهموار و عدم استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی و شیمیایی دشوار بوده است. محققان این پروژه با استفاده از ماده‌ای به‌نام Parylene C به‌عنوان یک پوشش زیست‌سازگار، این مشکلات را به‌طور همزمان حل کردند. علاوه بر این، روش رسوب خلاء معمولی برای پردازش ساده‌تر به جای سنتز یا پردازش در دمای بالا استفاده شد.