Наноинженерия будущего: ученые США презентовали эластичный электронный бинт

Команда разработчиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего представила инновационное электронное устройство, наделенное широким функционалом по мониторингу различных сигналов, исходящих от человеческого тела – однако самым необычным в нем является то, что при всей своей минималистичности (его размер сравним с величиной монеты в один доллар) гаджет обладает свойством абсолютной эластичности и может легко изменять форму и размер в случае необходимости.

Один из авторов изобретения, профессор Шенг Сю, включенный в список топ-35 новаторов 2018 года по версии журнала «MIT Technology Review», в интервью изданию «TechXplore» рассказал, что на сегодняшний день задачей учёных является создание гибкой многофункциональной и высокопроизводительной 3D-электроники, которая могла бы использоваться в качестве компактного и удобного приспособления – например, в виде элемента одежды для повседневного ношения. Так, при креплении на груди представленный аппарат может делать запись электрокардиограммы, при размещении на лбу – мониторить сигналы активности головного мозга, а при перемещении на нос отслеживать активность движений глазного яблока.

Как пояснил изобретатель, в основе устройства лежат четыре слоя печатных плат, каждая из которых состоит из так называемых «островов», напичканных разнообразными чипами, датчиками и антеннами – их основанием служит силиконовая подложка, а между собой данные элементы соединены с помощью «мостов», изготовленных из тонких и пружинообразных медных проводов, которые позволяют растягивать, изгибать и поворачивать микросхемы без ущерба для их целостности. Ценность работы Сю и его подопечных заключается в том, что они сумели преодолеть ряд технологических препятствий на пути к появлению подобного рода «растяжимой» техники – так, исследователи использовали лазерные технологии, которые позволили решить проблему создания электрических соединений путем получения в результате смешивания эластомера и специального красителя необходимых для них токопроводящих материалов.

«Умный бинт», как уже окрестили свое ноу-хау сотрудники вуза, позволяет контролировать дыхание, температуру тела, движение мышц, а также использоваться в качестве удаленного управляющего устройства – по словам участвовавших в разработке аспирантов кафедры наноинженерии Янга Ли и Чжэньлунь Хуана, электронный бандаж способен исправно прослужить более шести месяцев без какой-либо потери качества, расходуя при этом минимум энергии и поддерживая беспроводную связь со смартфоном или ноутбуком на расстоянии до 10 метров. В ближайшем будущем команда намерена провести испытания своего детища в клинических условиях и привлечь новых заинтересованных партнеров с целью усовершенствования технологии и вывода на ее на международный промышленный рынок.