Avec le cancer, le diabète et les maladies cardiaques parmi les principales results in d’invalidité et de décès aux États-Unis, imaginez une remedy de surveillance à domicile à prolonged terme qui pourrait détecter ces maladies chroniques de manière précoce et conduire à des interventions rapides.
Zheng Yan et une équipe de chercheurs de l’Université du Missouri ont peut-être une resolution. Ils ont créé un matériau ultradoux “semblable à la peau” – à la fois respirant et extensible – destiné à être utilisé dans le développement d’un appareil bioélectronique transportable sur la peau able de suivre simultanément plusieurs signes vitaux tels que la pression artérielle, l’activité cardiaque électrique et hydratation de la peau.
« Notre objectif world est d’aider à améliorer la biocompatibilité à lengthy terme et la précision long lasting de la bioélectronique transportable grâce à l’innovation de ce matériau poreux fondamental qui possède de nombreuses propriétés nouvelles », a déclaré Yan, professeur adjoint au Département de chimie et biomédecine. Ingénierie et le Département de génie mécanique et aérospatial.
Fabriqué à partir d’un composite élastomère de métal liquide, la principale caractéristique du matériau est sa douceur semblable à celle de la peau.
“Il est ultra-doux et extremely-extensible, donc lorsque l’appareil est porté sur le corps humain, il sera mécaniquement imperceptible pour l’utilisateur”, a déclaré Yan. “Vous ne pouvez pas le sentir et vous l’oublierez probablement. C’est parce que les gens peuvent ressentir une pression d’environ 20 kilopascals ou plus lorsque quelque selected est étiré sur leur peau, et ce matériau crée moins de pression que cela.”
Ses propriétés antibactériennes et antivirales intégrées peuvent également aider à empêcher la development d’agents pathogènes nocifs à la surface area de la peau sous l’appareil lors d’une utilisation prolongée.
“Nous appelons cela un découplage mécanique et électrique, donc lorsque le matériau est étiré, il n’y a qu’un petit changement dans les performances électriques pendant le mouvement humain, et l’appareil peut toujours enregistrer des signaux biologiques de haute qualité du corps humain”, a déclaré Yan..
Alors que d’autres chercheurs ont travaillé sur des conceptions similaires pour les composites élastomères de métal liquide, Yan a déclaré que l’équipe MU avait une nouvelle approche car le matériau « poreux » respirant qu’ils ont développé peut empêcher le métal liquide de fuir lorsque le matériau est étiré comme le corps humain. se déplace.
Le travail s’appuie sur la preuve de concept existante de l’équipe, comme en témoignent leurs travaux antérieurs, notamment un moniteur cardiaque actuellement en cours de développement. À l’avenir, Yan espère que les données biologiques recueillies par l’appareil pourront être transmises sans fil à un smartphone ou à un appareil électronique similaire pour être ensuite partagées avec des professionnels de la santé.
“Porous liquid metal-élastomère composites à haute résistance aux fuites et propriété antimicrobienne pour la bioélectronique à interface cutanée” a été publié dans Science Advancements, une revue de l’Association américaine pour l’avancement des sciences (AAAS). Les co-auteurs de l’étude incluent Yadong Xu, Yajuan Su, Xianchen Xu, Brian Arends, Ganggang Zhao, Daniel Ackerman, Henry Huang, St. Patrick Reid, Joshua Santarpia, Chansong Kim, Zehua Chen, Sana Mahmoud, Yun Ling, Alexander Brown, Qian Chen, Guoliang Huang et Jingwei Xe.
Cette étude a été soutenue par des subventions de la National Science Foundation (2149721), Business of Naval Study (FA9550-21-1-0226), National Institute of Typical Healthcare Sciences (P30GM127200), National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Pores and skin Disorders (R21AR080906 ), et l’Air Drive Workplace of Scientific Investigation (AF 9550-20-1-0279 et AFOSR FA9550-20-1-0257). Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les viewpoints officielles des organismes de financement.