Những đổi mới trong công nghệ da điện tử

Từng là thứ khoa học viễn tưởng, da điện tử đã trở thành một công nghệ nền tảng: một thiết bị siêu mỏng, linh hoạt, có thể đeo được, kết hợp công nghệ thông tin và truyền thông với các vật liệu cải tiến, vi điện tử và cảm biến.

• Học thạc sĩ giáo dục online 2024 cần điều kiện gì?
• Top 5 trung tâm đào tạo trực tuyến công nghệ thông tin uy tín
• Hệ thống đào tạo trực tuyến LMS là gì? Cách học online mới cho các bạn đi làm
• Hệ thống đào tạo trực tuyến elearning nào ở Việt Nam được tin cậy
• Review trung tâm đào tạo trực tuyến đại học mở

Dân số già đi và nhiều ca bệnh mãn tính đang thúc đẩy sự phát triển của da điện tử. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp thông tin về những gì đang được thực hiện và những gì sẽ xảy ra trong tương lai đối với sản phẩm này

Hệ thống giám sát tự phục hồi và thoải mái hơn

Đặc tính

Các đặc tính co giãn và linh hoạt của da điện tử tạo điều kiện thuận lợi cho các thành phần bán dẫn thu nhỏ, bao gồm ăng-ten, đi-ốt phát quang, hệ thống điều phối thuốc ở quy mô nano và nguồn năng lượng nhỏ gọn. Các cảm biến đo sức căng, ứng suất và nhiệt độ có thể được nhúng vào chất nền mềm dẻo—thường là vật liệu gốc silicon với các polyme liên kết chéo áp dụng cho các điểm khác nhau trên cơ thể bệnh nhân. Màn hình linh hoạt có thể được in trên da điện tử để loại bỏ sự khó chịu khi đeo các thiết bị giám sát bên ngoài cồng kềnh.

Chất liệu

Da điện tử đang ở giai đoạn sơ khai khi các nhà nghiên cứu đang dự định phát triển một loại da tổng hợp có thể tự chữa lành như da tự nhiên. Chìa khóa của công trình này là sử dụng một chất nền làm từ polyme đàn hồi, chẳng hạn như polydimethylsiloxane, có chứa các điện cực dẫn điện cao, các hạt nano vàng và các hạt niken cực nhỏ. Khi mô tổng hợp bị rách, các liên kết hydro trong polyme và các hạt nano vàng sẽ chữa lành vết thương bằng các hạt niken siêu nhỏ tăng thêm độ bền.

Một xu hướng khác là tăng điện tính của các điện cực của da điện tử bằng cách sử dụng các ống nano carbon, graphene đối xứng phẳng của chúng và các dây nano kim loại để taọ ra độ dẫn điện cao.

Trao cho các bộ phận giả sự tiếp xúc của con người

Có bốn ứng dụng chăm sóc sức khỏe tiềm năng cho da điện tử: bộ phận giả có thể bắt chước cảm giác chạm, theo dõi các dấu hiệu sự sống như nhịp thở và nhiệt độ, chăm sóc vết thương và điều phối thuốc.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford ở California đã phát triển một cảm biến có độ nhạy cao có thể được tích hợp vào một lớp da điện tử được áp dụng cho một chi giả. Nhóm Stanford đã thiết kế cảm biến để phát hiện áp suất nhẹ nhất—nhẹ như áp suất của một con bướm đậu trên bộ phận giả—và nhanh chóng truyền áp lực đó đến người đeo chi.

Các nhà khoa học tại Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc ở Daejeon, Hàn Quốc, đã phát triển một loại da điện tử cho bàn tay giả. Nó cảm nhận cường độ của lực, áp lực hoặc căng thẳng—và phát hiện hướng của nó—để giúp một người nhận ra hình dạng và kết cấu của vật thể.

Hình xăm sức khoẻ

Các công ty tư nhân đang phát triển công nghệ da điện tử bao gồm Chaotic Moon, LLC, ở Austin, Texas, đãtạo ra hình xăm điện tử có thể đeo được sử dụng nhịp tim, mức độ hydrat hóa và thành phần của mồ hôi để xác định nhiệt độ cơ thể và phát hiện căng thẳng ở người mặc. Các thiết bị tải lên dữ liệu sức khỏe thông qua Bluetooth Low Energy hoặc mạng lưới tần số thấp. Ứng dụng này đang nhận được sự quan tâm của quân đội.

Theo dõi vết thương không xâm lấn

Đại học Illinois tại Urbana-Champaign đang phát triển một loại da điện tử để thay thế các phương pháp theo dõi vết thương bằng xúc giác và trực quan bằng một phương pháp không xâm lấn. Da điện tử sử dụng các cảm biến nhiệt và bộ truyền động để lập bản đồ chính xác nhiệt độ và độ dẫn nhiệt của vùng da gần vết thương nhằm ngăn vết thương trở nên trầm trọng hơn hoặc bị nhiễm trùng.

Hỗ trợ cai thuốc

Các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 2 cho thấy những hứa hẹn về một lớp da điện tử do Chrono Therapeutics ở Hayward, Calif., phát triển để phát hiện thời điểm người hút thuốc có ham muốn hút thuốc mạnh nhất. Sau đó, miếng dán xuyên da sẽ đưa nicotin vào máu của người đeo, ngăn chặn cảm giác thèm thuốc. Sự thèm muốn đó đặc biệt mãnh liệt vào buổi sáng. Nghiên cứu cho thấy 75% người hút thuốc châm điếu thuốc đầu tiên trong vòng 30 phút sau khi thức dậy. Chrono phân biệt miếng dán da điện tử của mình là liệu pháp thay thế nicotin đầu tiên được thiết kế để giải quyết cơn thèm thuốc lá buổi sáng bằng cách cung cấp cho bệnh nhân sự hỗ trợ trước khi cơn thèm thuốc bắt đầu. Miếng dán Chrono đạt được điều này bằng cách được đeo qua đêm và được lập trình theo thời gian thức dậy của người đeo để nó có thể bắt đầu cung cấp nicotin trước khi người đeo thức dậy.

Tương lai của da điện tử

Sự gia tăng của các bệnh mãn tính và không lây nhiễm như ung thư, tiểu đường và bệnh tim sẽ thúc đẩy nhu cầu theo dõi sức khỏe. Khi Internet vạn vật biến việc chăm sóc sức khỏe tại nhà thành khả thi, da điện tử sẽ giúp các bác sĩ lâm sàng ở xa quản lý các bệnh mãn tính và giúp bệnh nhân độc lập hơn trong việc theo dõi sức khỏe và tình trạng sức khỏe của chính họ. Việc quen thuộc hơn với các công nghệ được sử dụng trong các miếng dán tạm thời có thể đeo được sẽ làm tăng sự tập trung vào các công nghệ da điện tử.

Quỳnh Anh (dịch từ: Aabme.asme.org: https://aabme.asme.org/posts/innovations-in-electronic-skin)

Tin liên quan:

• NamiTech- FUNiX hợp tác chiến lược ứng dụng ChatGPT trong giáo dục
• FUNiX mở rộng hợp tác tại Nhật, thêm cơ hội việc làm cho học viên
• Xây dựng văn hóa học tập: Biến suy thoái thành cơ hội
• Chuyện nữ sinh học trực tuyến để tốt nghiệp đại học sớm
• 5 cách tìm việc IT khôn ngoan cho người ít kinh nghiệm
• Nhân sự nghỉ việc từ công ty lớn khó khăn thích nghi với startup