Grafen Elektronik Dövmeler Cilde Su ile Uygulanabilir

Grafen dövmeler tüm fonksiyonlarını yaklaşık iki gün boyunca kaybetmez, ancak istenirse bir parça yapışkan bantla soyulabilir.

Araştırmacılar geçici dövmelere benzer şekilde, deri üzerine direkt olarak suyla katmanlanabilen grafen tabanlı bir dövme dizayn ettiler. Ancak sanatsal ve renkli dizaynları ön plana çıkarmak yerine yeni dövme neredeyse şeffaf. Asıl cazibesi, grafene özgü elektronik özelliklerin dövmenin, insan-makine etkileşimlerinin yanı sıra, biyometrik kullanımlar ( örneğin kalbin, beynin ve kasların elektriksel aktivitesinin ölçülmesi) gibi potansiyel uygulamaları içeren giyilebilir elektronik cihaz olarak fonksiyonelleşmesine olanak vermesidir.

Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Deji Akinwande ve Nanshu Lu liderliğinde çalışan araştırmacılar, ACS Nano’nun son sayısında yeni grafen elektronik dövme üzerine bir makale yayınladı.

Grafen elektronik dövme, sağlık ve fitness takibi için piyasada bulunan elektronik cihazlara bazı açılardan benzer: Her iki cihaz da kalp atışı izleme ve biyoempedans (vücudun elektrik akımına tepkisinin ölçümü) yeteneğine sahiptir. Ancak bantlara takılı ve bilek veya göğse sarılan sert elektrot sensörlerin düşük performansına karşın, çok ince grafen dövmeler deriyle tamamen uyumlu olduğu için, tıbbi kullanıma uygun veri kalitesi sunarlar. Araştırmacılar, grafen dövmelerin yüksek kalitede algılamaları nedeniyle; deriye yapıştırılan ve işlevselleşmesi için jel veya yapıştırıcı gerektiren mevcut medikal sensörlerin yerini alabilecek umut verici ürünler sunabileceklerini umut ediyorlar.

Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden ortak yazar Shideh Kabiri Ameri Phys.org’a, “Grafen dövme, inceliği nedeniyle, deriyle oldukça uyumlu bir temas oluşturan, sinyal doğruluğunun artmasına sebep olan kuru fizyolojik bir sensördür,” dedi. “Uygunluk, yapay dokulara daha az hassas olma ile sonuçlanır, bu da geleneksel kuru sensör ve elektrotların fizyolojik ölçümler için en büyük dezavantajlarından biridir.”

Grafenden yapılan yeni dövmeler çok ince transparan polimer poli (metil metakrilat) (PMMA) destek tabakası ile kaplandı. Üretim süresince, grafen/PMMA ikili tabakası bir parça sıradan dövme kağıdına yerleştirildi ve daha sonra farklı tiplerde sensörler yapmak için ikili tabaka serpantin şeritlerinin farklı kalıplarına kazındı. Tamamlanmış dövme grafen tarafı cilt ile temas halinde olacak şekilde getirilerek ve dövmeyi açığa çıkarmak için dövmenin arka tarafına su uygulanarak vücudun herhangi bir yerine taşınır. Dövmeler tüm özelliklerini yaklaşık 2 gün veya daha fazla sürdürürler, ancak eğer istenirse bir parça yapışkan bantla soyulabilir.

Araştırmacılar daha önce, teorik olarak, grafen dövmenin insan derisine tamamen uyması ve optik özelliklerini göstermesi için kalınlığının 510 nm’den düşük olması gerektiğini gösterdikleri için, burada ürettikleri dövme sadece 460 nm kalınlığındadır. Grafen/PMMA birleşimi ikili tabakanın optik şeffaflığı yaklaşık %85’tir, ve gerçek şu ki dövmeler insan derisinden daha esnektir, oluşan grafen dövmeler mekanik ve optik olarak zar zor seçilebilir.

Testler grafen elektronik dövmelerin, deri sıcaklığı ve deri hidrasyonu dahil çeşitli elektrofizyolojik sinyalleri ölçmek için başarılı şekilde kullanılabileceğini göstermektedir ve kalp, kaslar ve beynin elektriksel aktivitelerini ölçmek için sırasıyla, bir elektrokardiyogram (EKG), elektromiyogram (EMG) ve elektroenselogram (EEG) olarak işlev görebilir.

Kabiri Ameri “Grafen elektronik dövmeler; gezici sağlık hizmetleri, yardımcı teknolojiler ve insan makine arayüzlerindeki potansiyel uygulamalar için en umut vericilerdendir” dedi. “İnsan makine arayüzleri alanında, beyin ve kaslardan elde edilen elektrofizyolojik sinyaller bir makinede belirli bir eylem için sınıflandırılabilir ve atanabilir. Bu araştırma alanı, nesnelerin interneti, akıllı evler ve şehirler, insan bilgisayar etkileşimi, akıllı tekerlekli sandalyeler, konuşma yardımı teknolojisi, dikkati dağılmış sürücü izleme ve insan-robot kontrolü uygulamalarını içerebilir. Yakın zamanda, grafen dövmelerinin uçan nesneleri kablosuz olarak kontrol etmek için insan sinyallerinin algılanmasında uygulanmasını sergiledik. Bu gösteri yakın gelecekte rapor edilecek”.

Daha fazla bilgi için: Shideh Kabiri Ameri vd. “Graphene Electronic Tattoo Sensors.” ACS Nano. DOI: 10.1021/acsnano.7b02182

Kaynak : phys.org