Tatuaggi elettronici e circuiti di carta per monitorare la salute

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Lo studio sui tatuaggi elettronici e i circuiti disegnati su carta è stato pubblicato su PNAS.




Tecnologia su carta e pelle

Utilizzare tatuaggi elettronici e circuiti di carta per monitorare la salute sarà presto possibile. Lo afferma un team di ricerca della Missouri University, che ha sviluppato e testato la nuova tecnologia. Infatti, i ricercatori hanno dimostrato che la semplice combinazione di carta e matita può dar vita a strumenti utilizzabili per il monitoraggio della salute umana. “L’approccio convenzionale per sviluppare dispositivi da contatto con la pelle è solitamente complesso e costoso” afferma Zheng Yan, co-autore dello studio. “Il nostro approccio è a basso costo e estremamente semplice. Possiamo costruire dispositivi molto simili a quelli classici utilizzando comunissime matite e fogli di carta da ufficio”. A detta dei ricercatori, un giorno questa tecnologia permetterebbe di creare dispositivi di monitoraggio della salute “tatuandoli” sulla pelle.

Disegnare il futuro

Tatuaggi elettronici: esempi
Tatuaggi elettronici: alcuni esempi di circuiti disegnati. Il foglio fa da supporto a questi tatuaggi elettronici che, a contatto con la pelle, monitorano diversi aspetti della salute. (Credits: University of Missouri)

Sin dalla sua invenzione, la matita è stata uno dei principali strumenti per disegnare e scrivere. Questo oggetto così semplice è però fatto di materiali molto versatili. La mina è  composta da diverse quantità di grafite combinate con argilla e cera. I ricercatori hanno scoperto che le matite con più del 90% di grafite sono capaci di condurre grosse quantità d’energia creata dalla frizione sul foglio. Nello specifico, il team si è accorto che le matite con la grafite al 93% sono le migliori per creare dei dispositivi bioelettronici da pelle, disegnandoli su comuni fogli di carta. Secondo Yan, questi tatuaggi di carta posso aderire alla pelle grazie a uno spray adesivo biocompatibile. Con questo metodo il team ha prodotto alcuni dispositivi e sensori biofisici e biochimici. Usando carta e grafite come base, hanno costruito rilevatori di temperatura, della sudorazione (Ph, acido urico e glucosio), termostimolatori e accumulatori che raccolgono energia a partire dall’umidità dell’aria.

Tatuaggi elettronici

Tatuaggi elettronici: futuro
Tatuaggi elettronici: un tatuaggio sul braccio come questo potrebbe integrare al suo interno la grafite necessaria per funzionare come un sensore della temperatura o della sudorazione, favorendo la conoscenza del proprio stato di salute.

Dai vari prototipi emerge che la grafite si può utilizzare per creare veri e propri circuiti di conduzione, mentre la carta (e in futuro la pelle) fa da ottimo supporto fisico. Secondo il team di Yan, la scoperta ha un gran numero di applicazioni, ma per ora si pensa al monitoraggio personalizzato della salute e alla ricerca scientifica da remoto. I ricercatori pensano che durante una pandemia (come quella causata dal Covid-19) gli strumenti in grafite possano fornire un enorme numero di dati importanti a prezzi bassi. Aggiungere componenti biomedici ai dispositivi sarà il prossimo passo nello sviluppo dei tatuaggi elettronici. “Se una persona avesse problemi a dormire, disegneremmo un dispositivi biomedico che monitori i suoi livelli di sonno” spiega Yan. “O ancora, un insegnante potrebbe proporre agli studenti delle lezioni in cui permette loro di costruire dispositivi indossabili usando carta e penna”.

Biodispostivi eco-sostenibili

I circuiti disegnati hanno un vantaggio extra a cui i ricercatori non avevano pensato inizialmente. Infatti, la carta che li costituisce si decompone in circa una settimana. La loro controparte in metallo e plastica, invece, non è altrettanto ecologica. Quindi, oltre a monitorare e salvaguardare la salute delle persone questi dispositivi aiutano a ridurre la produzione di plastica e metallo, abbattono i costi di produzione, e aiutano il pianeta a riprendersi. La ricerca spera di portare il progetto su un altro livello, sviluppando circuiti disegnati sulla pelle per monitoraggi di breve durata.



Daniele Tolu

 

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