Vật liệu dẫn điện có thể kéo giãn, phân hủy sinh học, tự phục hồi cho các thiết bị cảm biến y tế

Cây điện tử có thể kéo giãn, phân hủy sinh học và tự phục hồi với khả năng cảm biến đa chức năng. Nguồn: Science Advances (2024)

Trong bài báo được công bố trên tạp chí Science Advances mới đây, nhóm nghiên cứu đã mô tả cách thức họ chế tạo vật liệu này và các tính năng độc đáo khiến nó trở thành ứng cử viên tốt cho mục đích y tế.

Các chuyên gia thiết bị y tế đã tìm cách phát triển một miếng dán da y tế đa dụng có thể dùng để theo dõi từ xa các đặc điểm của bệnh nhân như nhiệt độ cơ thể, huyết áp và nhịp tim. Một miếng dán này có thể đeo được mọi lúc, cho phép theo dõi bệnh nhân từ xa toàn thời gian.

Các đặc tính cần thiết để miếng dán hoạt động rất khó đạt được. Nó cần phải có khả năng uốn cong, co giãn, đủ dính để bám trên da bất chấp mồ hôi cũng như có thể dẫn điện, tồn tại đủ lâu để sử dụng và nếu có thể, có thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên trong nỗ lực mới này, các nhà nghiên cứu đã phát triển được một miếng dán có những khả năng đó

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra được miếng dán này bằng cách kết hợp hai loại vật liệu có thể uốn cong. Loại đầu tiên đóng vai trò là lớp nền hoặc chất nền và được tạo ra bằng cách sử dụng chất đàn hồi phù hợp với hình dạng của các vật thể cong, chẳng hạn như mô hoặc cơ quan. Nó có khả năng phân hủy sinh học và có đặc tính tự phục hồi.Lớp thứ hai dùng để dẫn điện. Nó được tạo ra bằng cách sử dụng PEDOT:PSS được biến đổi để dẫn điện tốt hơn và mang lại đặc tính tự phục hồi. Hai lớp dính vào nhau mà không cần keo dính.

Để thử nghiệm vật liệu này, các nhà nghiên cứu đã chế tạo thử một miếng dán hình vuông có kích thước 4,5 cm có khả năng phát hiện nhiệt độ, áp suất và độ ẩm. Đầu tiên, họ thử nghiệm bằng cách cắt nó ra rồi để nó tự lành, và nó đã tự lành theo đúng thiết kế.

Họ cũng tạo ra một miếng dán nhỏ hơn có thể dán bên trong cơ thể chuột thí nghiệm. Họ quấn nó quanh bàng quang của loài gặm nhấm và thấy rằng nó hoạt động tốt như một cảm biến áp suất từ ​​xa. Sau khi hết tác dụng, nó “phân hủy” vô hại vào cơ thể và được rửa trôi.