קורי משי אלקטרוניים מחוללים מהפכה בטכנולוגיה לבישה

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' פיתחו חיישנים אדפטיביים וידידותיים לסביבה בהשראת קורי עכביש, אותם ניתן להדפיס באופן ישיר ובלתי מורגש על משטחים ביולוגיים, החל מעלי כותרת של פרח ועד לאצבע אנושית.
פרופ' יאן-יאן שרי הואנג שהוביל את המחקר הסביר את חשיבות הממשק בין המכשיר לבין פני השטח כדי שיהיה ניתן לחוש במדויק כל דבר על משטח ביולוגי. הוא הוסיף כי ברצונם לפתח ביו-אלקטרוניקה "לחלוטין בלתי מורגשת למשתמש, כל שהיא בשום אופן לא מפריעה לאופן שבו המשתמש מקיים אינטראקציה עם העולם", כאשר האלקטרוניקה תהיה בת קיימא ותייצר כמות פסולת נמוכה.
עד כה, כל השיטות שנמצאו לייצור מכשירים לבישים מגיעות עם חסרונות משמעותיים – אלקטרוניקה גמישה בדרך כלל לא מאפשרת מעבר של גז או לחות, עור מלאכותי מאלקטרוניקה גמישה עדיין מפריע לתחושה רגילה וזקוק להרבה אנרגיה לתהליך הייצור, והדפסה תלת-ממדית היא אמנם פחות בזבזנית אבל מובילה למכשירים עבים יותר שיכולים להפריע להתנהלות רגילה של בני אדם.
על פי Interesting Engineering, צוות החוקרים פיתח דרך חדשה לייצר ביו-אלקטרוניקה בעלת ביצועים גבוהים, אותה ניתן להתאים למגוון רחב של משטחים ביולוגיים בכך שמדפיסים אותה ישירות על המשטחים האלה. הטכניקה שלהם מבוססת על עכבישים היוצרים מבני רשת מתוחכמים וחזקים המותאמים לסביבתם באמצעות שימוש מינימלי בחומר.
החוקרים טוו את "קורי העכביש" הביו-אלקטרוניים שלהם מחומר PEDOT:PSS, חומצה היאלורונית ותחמוצת פוליאתילן, ועיצבו שיטת "הדפסה" ע"י ליפוף המאפשרת לסיבים להשתנות ולהתאים את עצמם למשטחים חיים, אפילו עד למיקרו-מבנים כמו טביעת אצבע. בדיקות של הסיבים הביו-אלקטרוניים בוצעו על משטחים כמו אצבעות אדם וראשי שן הארי והראו כי הם סיפקו ביצועי חיישן באיכות גבוהה בעודם מתפקדים באופן בלתי מורגש עבור ה-"מארח".

"גישת הליפוף שלנו מאפשרת לסיבים הביו-אלקטרוניים לעקוב אחר האנטומיה של צורות שונות, הן בקנה מידה של מיקרו והן בקנה מידה של מאקרו, ללא צורך בזיהוי תמונה. זה פותח זווית שונה לגמרי במונחים של איך ניתן ליצור אלקטרוניקה בת קיימא וחיישנים. זו דרך הרבה יותר קלה לייצר חיישני על פני שטח גדול", אמר הסופר הראשון של המחקר, אנדי וואנג.
יתרון מרכזי נוסף של החיישנים הללו הוא שניתן לייצר אותם בכל מקום ולהשתמש בשבריר מהאנרגיה הנדרשת לייצור חיישנים רגילים. יתר על כן, ניתן לתקן את הסיבים הביו-אלקטרוניים לפי הצרך, וכאשר הם מגיעים לסוף חייהם ניתן פשוט להוריד אותם ע"י שטיפה במים.
החוקרים מסבירים שהמכשירים שלהם יכולים לשמש עבור יישומים רבים ושונים, מפיקוח על בריאות, מציאות ווירטואלית, ועד לחקלאות מדויקת וניטור סביבתי. הם מוסיפים כי בעתיד יכול להיות שיהיה ניתן לשלב חומרים פונקציונליים אחרים בשיטת הדפסת הסיבים הזו.