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L'elettronica flessibile ha aperto ad alcune interessanti possibilità, grazie a dei sensori indossabili che possono essere applicati direttamente sulla pelle, assumendo la forma di pellicole simili a tatuaggi in grado di monitorare vari aspetti della salute umana. Gli scienziati della Penn State University ne hanno ora sviluppato uno che, secondo quanto affermato, può essere stampato in sicurezza direttamente sulla pelle. Qui può tenere traccia di cose come la temperatura corporea e i livelli di ossigeno nel sangue, prima di essere lavato via una volta terminato il lavoro.
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I nuovi sensori stampabili si basano sul lavoro precedente degli stessi ricercatori, che hanno sviluppato circuiti stampati flessibili da utilizzare nei sensori indossabili. Ma una parte fondamentale di questo processo ha coinvolto l'unione di alcuni componenti metallici a temperature non ben tollerate dal corpo umano, intorno ai 300° C.
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Questo processo di sinterizzazione a caldo è ciò che aveva impedito al team di stampare i propri circuiti flessibili direttamente sulla pelle umana, ma ora potrebbero aver trovato un modo per aggirare questo problema. La chiave è quello che gli scienziati chiamano uno strato "ausiliario di sinterizzazione", che agisce come una sorta di tampone e consente ai materiali di legarsi insieme a temperature molto più sicure.
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La formula vincente per questo strato è costituita da una pasta di alcol polivinilico combinato con carbonato di calcio, materiali presenti rispettivamente nelle maschere facciali e nei gusci d'uovo. Questo strato serve a levigare la superficie della pelle e consente di stampare uno strato molto sottile di trame metalliche direttamente sulla parte superiore a temperatura ambiente.
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Questo circuito flessibile mantiene le sue proprietà elettrochimiche e può essere sintonizzato per registrare continuamente dati su temperatura, umidità, ossigeno nel sangue e segnali cardiaci, secondo quanto riferito dal team. Una volta terminato il lavoro, il sensore può essere semplicemente lavato via con acqua calda.
"Potrebbe essere riciclato, poiché la rimozione non danneggia il dispositivo", afferma Huanyu Cheng, che ha guidato la ricerca. "E, soprattutto, la rimozione non danneggia nemmeno la pelle. Ciò è particolarmente importante per le persone con pelle sensibile, come anziani e bambini. Il dispositivo può essere utile senza essere un onere aggiuntivo per chi lo utilizza o per l'ambiente."
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Mentre continua a studiare per migliorare il suo dispositivo, il team spera di adattare la tecnologia per monitorare i sintomi di COVID-19.
La ricerca è stata pubblicata nel giornale scientifico ACS Applied Materials & Interfaces.
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