روش چاپ صفحه می تواند لوازم الکترونیکی پوشیدنی را ارزان تر کند

12 ژانویه 2023 -دستگاه مانیتورینگ ECG بی‌سیم و انعطاف‌پذیر که با الکترودهای چاپ شده روی صفحه ساخته شده است را می‌توان مستقیماً روی پوست قرار داد و ضربان قلب و تنفس را به دقت ثبت کرد. اعتبار: دانشگاه ایالتی واشنگتن

تحقیقات جدید نشان می دهد که ساختارهای پر زرق و برق و مارپیچ که وسایل الکترونیکی پوشیدنی را تامین می کنند، می توانند با همان فناوری مورد استفاده برای چاپ تی شرت ایجاد شوند.

این مطالعه که توسط محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن انجام شد، نشان می‌دهد که می‌توان الکترودها را فقط با استفاده از چاپ روی صفحه ساخت و یک الگوی مداری بادوام و کشش ایجاد کرد که می‌تواند به پارچه منتقل شود و مستقیماً در تماس با پوست انسان پوشیده شود. چنین وسایل الکترونیکی پوشیدنی را می توان برای نظارت بر سلامت در بیمارستان ها یا در خانه استفاده کرد.

جونگ هون کیم، استادیار دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر WSU ونکوور، نویسنده مقاله گفت: «ما می‌خواستیم وسایل الکترونیکی انعطاف‌پذیر و پوشیدنی را به روشی ساده‌تر، راحت‌تر و کم‌هزینه‌تر بسازیم. “به همین دلیل است که ما روی چاپ روی صفحه تمرکز کردیم: استفاده از آن آسان است. تنظیم ساده ای دارد و برای تولید انبوه مناسب است.”

تولید تجاری فعلی لوازم الکترونیکی پوشیدنی نیازمند فرآیندهای گران قیمتی است که شامل اتاق‌های تمیز می‌شود. در حالی که برخی از چاپ روی صفحه برای بخش‌هایی از فرآیند استفاده می‌کنند، این روش جدید کاملاً به چاپ روی صفحه متکی است که مزایایی برای تولیدکنندگان و در نهایت مصرف‌کنندگان دارد.

در این مطالعه که در ژورنال ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شد، کیم و همکارانش فرآیند چاپ روی صفحه الکترود را به تفصیل شرح دادند و نشان دادند که چگونه می توان از الکترودهای به دست آمده برای مانیتورینگ الکتروکاردیوگرام، که به ECG نیز معروف است، استفاده کرد.

آنها از یک فرآیند چند مرحله ای برای لایه بندی جوهرهای پلیمری و فلزی برای ایجاد ساختارهای مار مانند الکترود استفاده کردند. در حالی که الگوی نازک حاصل ظریف به نظر می رسد، الکترودها شکننده نیستند. این مطالعه نشان داد که آنها می توانند 30 درصد کشیده شوند و تا 180 درجه خم شوند.

الکترودهای متعدد بر روی یک اسلاید شیشه ای از پیش تمیز شده چاپ می شوند، که به آنها اجازه می دهد به راحتی جدا شوند و روی پارچه یا مواد دیگر منتقل شوند. پس از چاپ الکترودها، محققان آنها را روی پارچه چسبنده ای که داوطلبان مستقیماً روی پوست می پوشند، منتقل کردند. الکترودهای بی سیم به دقت ضربان قلب و تنفس را ثبت می کردند و داده ها را به تلفن همراه ارسال می کردند.

کیم گفت، در حالی که این مطالعه بر نظارت بر ECG متمرکز بود، فرآیند چاپ صفحه می‌تواند برای ایجاد الکترودهایی برای طیف وسیعی از کاربردها، از جمله مواردی که عملکردهای مشابه ساعت‌های هوشمند یا ردیاب‌های تناسب اندام دارند، استفاده شود.

آزمایشگاه کیم در حال حاضر روی توسعه این فناوری برای چاپ الکترودهای مختلف و همچنین کل تراشه‌های الکترونیکی و حتی بورد مدار کامل بالقوه کار می‌کند.

علاوه بر کیم، محققانی از مؤسسه فناوری جورجیا و دانشگاه ملی پوکیونگ در کره جنوبی و همچنین سایرین از WSU ونکوور، از نویسندگان مشترک این مطالعه هستند.