Doordat de elektronica is gerangschikt in ‘spaghettisliertjes’ raakt deze bij het vervormen van de huid niet beschadigd. Afbeelding: © John Rogers
Het functionele deel van het plakplaatje bestaat uit een stukje polyester dat niet dikker is dan dertig micrometer. Daarop liggen verschillende elektronische snufjes zoals sensoren, transistoren, diodes en kleine zonnecellen (voor de stroomvoorziening van het plaatje). De wetenschappers plakten die elektronica niet willekeurig op het polyester, maar rangschikten de hele boel in een soort spaghettisliertjes. Die sliertjes maken de elektronica flexibel zodat het met de huid mee kan bewegen zonder dat het beschadigd raakt.
Om het functionele deel van het plaatje te ondersteunen en het goed op de huid te laten plakken, brachten de onderzoekers aan beide kanten van het polyester een wateroplosbaar stukje polymeer aan. Dankzij dat polymeer kun je het elektronische plakplaatje – net als een tijdelijke plaktatoeage – aan de huid vasthechten met een beetje water.
Om te kijken of het hele systeem ook echt werkt, probeerden de wetenschappers hun plakplaatje uit op een aantal proefpersonen. De resultaten zijn deze week te lezen in het blad Science.
Moeilijk plekje
De proefpersonen droegen het plaatje vierentwintig uur lang op de arm, in de nek, op het voorhoofd, op de wang, op de kin of op de elleboog. Over het algemeen raakte de elektronica niet beschadigd tijdens bewegingen en veroorzaakte het plakplaatje geen huidirritatie bij de proefpersonen. Alleen de elleboog bleek een moeilijk plekje. Werd het plakplaatje daar aangebracht, dan konden proefpersonen niet langer vrij bewegen zonder de elektronica te beschadigen.
Door het elektronische plaatje op de huid te plakken kun je allerlei vitale lichaamsfuncties meten. Afbeelding: © John Rogers
Het is mooi dat het plaatje meestal goed blijft zitten en verder geen klachten geeft, maar de grote vraag is natuurlijk of de elektronica die erin zit ook echt iets kan meten. En dat kan, zo blijkt uit verschillende experimenten van de wetenschappers.
Als je het elektronische plakplaatje op de borst bevestigt, krijg je een mooie ECG-opname met informatie over alle fasen van de hartslag. Plak je het plaatje op het been van een proefpersoon, dan kun je goed zien welke spieren zich samentrekken als je loopt of als je stil staat. En breng je het plakplaatje aan op het voorhoofd van een slapende proefpersoon, dan kun je zijn of haar hersenactiviteit prima volgen.
Hobbels
Het elektronische plakplaatje lijkt dus in staat om allerlei vitale lichaamsfuncties nauwkeurig te meten. En het plaatje betekent een enorme vooruitgang in vergelijking met de huidige meetmethoden, waarbij je vaak met allerlei draden en kabels aan een apparaat wordt gekoppeld. De wetenschappers hopen dan ook dat het plakplaatje snel zijn weg vindt naar het ziekenhuis.
Verwijderen van het plakplaatje gaat makkelijk en na een tot twee weken valt hij er vanzelf af. Afbeelding: © John Rogers
Maar voordat het zover is, moeten er nog een paar hobbels worden genomen. Op dit moment kan het elektronische plakplaatje maximaal zes uur aaneengesloten meten, omdat slechts een beperkte hoeveelheid energie kan worden opgeslagen. Bovendien zorgen transpiratie en de continue afvoer van dode huidcellen ervoor dat het plakplaatje na een of twee weken vanzelf loslaat. Als je langer door wilt meten, zul je dus telkens een nieuw plaatje aan moeten brengen. En dat kan de metingen verstoren.
Bronnen
- Dae-Hyeong Kim e.a. Epidermal Electronics Science 333 (838 – 843), 12 augustus 2011
- Zhenqiang Ma An electronic second skin Science 333 (830-831), 12 augustus 2011
Meer over flexibele elektronica:
Opvouwbare computers bouwen (Kennislinkartikel)
Flexibele displays (Kennislinkartikel van De Ingenieur)
Je lijf als stroombron (Kennislinkartikel)
"
