1. ملخص تنفيذي
يعتمد التحول من الإلكترونيات الصلبة القابلة للارتداء إلى الواجهات القابلة للتكيف مع الجلد والمتكاملة بيولوجيًا على المواد وعمليات التصنيع التي تحافظ على جودة الإشارة، وتتحمل التشوه المتكرر، وتبقى متوافقة مع الركائز الحساسة.
توفر أحبار NovaCentrix الموصلة، المستخدمة مع الطباعة النفاثة الهوائية، والطباعة النفاثة للحبر، والطباعة النفاثة المشتركة، هذا الأساس في مجال الاستشعار الصوتي القابل للارتداء، واللمس، ومراقبة القلب والجهاز التنفسي، وتحليل العرق، والواجهات الحيوية في درجة الحرارة المحيطة، والإلكترونيات الحيوية القابلة للتحلل الحيوي.
2. مجالات التطبيق الاستراتيجية
2.1 الاستشعار الصوتي البيومتري والتعرف على الكلام - جيه إس-A221AE [1]
حققت أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء المقاومة للضغط، والمخصصة لمراقبة الصوت المتكاملة مع الحلق، دقة تمييز بلغت 95.9% مع الحفاظ على إشارات مستقرة على أغشية البولي يوريثان بسماكة 40 ميكرون. وقد مكّنت الأقطاب الكهربائية المطبوعة بتقنية نفث الرذاذ من التقاط أنماط الكلام بدقة عالية في تصميم مرن.
2.2 التغذية الراجعة اللمسية وشاشات اللمس القابلة للارتداء - شبيبة- A426 [2]
وفرت السخانات الدقيقة المطبوعة بتقنية نفث الرذاذ، بعرض خطوط يبلغ حوالي 55 ميكرون وسماكة مسار تقارب 2.4 ميكرون، الكتلة الحرارية المنخفضة اللازمة للاستجابة اللمسية السريعة. وقد أنتج النظام الناتج قوى تزيد عن 30 ملي نيوتن مع الحفاظ على جهد كهربائي مناسب للبطاريات.
2.3 مراقبة القلب والجهاز التنفسي في الوقت الحقيقي - شبيبة- A191 [3]
أدى تصميم قطب الشبكة ثنائي الجوانب إلى تقليل استهلاك حبر الفضة بنسبة 36.6٪ مع الحفاظ على جودة الإشارة الطبية مع متوسط خطأ مطلق أقل من 0.36 نبضة في الدقيقة أثناء النشاط القوي، مما يجعله مناسبًا تمامًا لتتبع التنفس القابل للارتداء.
2.4 مراقبة المواد الكيميائية الحيوية والعرق - جيه إس-A102A [4]
تُستخدم أقطاب كهربائية فضية متداخلة مطبوعة على ركائز بوليميد مرنة كهيكل موصل لطبقات استشعار MOF القائمة على الكوبالت في أجهزة مراقبة الرطوبة والعرق القابلة للارتداء. يتيح تصميم الأقطاب الكهربائية المتداخلة تحويلًا مستقرًا، بينما توفر طبقة الاستشعار استجابة للمادة المراد تحليلها.
2.5 مراقبة درجة الحرارة المحيطة والتكامل الحيوي - جيه إس-A221AE [5]
يُمكّن التلبيد النفاث بالبلازما الجوية غير الحرارية عند درجة حرارة 35 درجة مئوية تقريبًا من الطباعة المباشرة على ركائز حيوية مثل أوراق الشجر والبوليمرات اللينة. وهذا يفتح آفاقًا جديدة للترطيب والرصد البيئي حيث قد تُلحق المعالجة الحرارية التقليدية الضرر بالسطح المستهدف.
2.6 الإلكترونيات الحيوية الحريرية المتكاملة - جيه إس-A102A [6]
تجمع الإلكترونيات الحيوية المصنوعة من الحرير فائق النعومة لتخطيط كهربية القلب وتخطيط كهربية الدماغ وتخطيط كهربية العين بين التوافق مع الجلد والتحلل البيولوجي الكامل في التربة في غضون يومين، مما يوضح كيف يمكن لأحبار الفضة المطبوعة أن تدعم أنظمة مراقبة الإلكترونيات الحيوية ذات النفايات المنخفضة.
3. مصفوفة الأدلة الأكاديمية
التحقق المنشور من صحة الأجهزة القابلة للارتداء
تطبيقات ومواد وعمليات طباعة نموذجية من الوثيقة.
| التعرف على الكلام | جيه إس-A221AE، رذاذ نفاث، مستشعرات ACS |
|---|---|
| شاشة لمسية | شبيبة- A426، رذاذ نفاث، إلكترونيات مرنة من إن بي جيه |
| تتبع التنفس | شبيبة- A191، نفث الحبر، IEEE BSN |
| الرطوبة والعرق | جيه إس-A102A، Inkjet، مجلة IEEE للمستشعرات |
| الترطيب الحيوي | جيه إس-A221AEكو-جيت، صغير |
| الإلكترونيات الحيوية الحريرية | جيه إس-A102A، الطباعة النافثة للحبر، العلوم المتقدمة |
4. مراجع حسابات
- [1]
وانغ، كيو؛ لي، بي؛ يوان، كيو؛ تشانغ، دبليو؛ ما، إم؛ لو، جي؛ لانغ، واي؛ تشو، إل؛ سو، زد. مستشعر صوتي قابل للارتداء مصنوع من بلورات نانوية من الجرافين/السليلوز مطبوع بتقنية نفث الرذاذ للتعرف على الكلام. ACS Sens. 2025، 10 (11)، 8521-8530.
المصدر المفتوح - [2]
مازوتا، أ.؛ تاكولا، س.؛ سيسيني، إ.؛ سانشيز سيفوينتيس، م.؛ هاريس، ر.أ.؛ ماتولي، ف. شاشة لمسية قابلة للارتداء بجهد منخفض مع تشغيل حراري هوائي. npj Flex. Electron. 2025، 9، 70.
المصدر المفتوح - [3]
أوتشا، يو تي؛ رحمن، إم؛ مرشد، بي آي. تتبع التنفس في الوقت الحقيقي باستخدام الهواتف الذكية مع أقطاب كهربائية قابلة للارتداء مطبوعة بتقنية نفث الحبر على الوجهين. في المؤتمر الدولي لشبكات أجهزة استشعار الجسم (BSN) التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات وجمعية الهندسة الطبية والبيولوجية لعام 2025؛ 2025.
المصدر المفتوح - [4]
حسين زاده، ب.؛ تونيلو، س.؛ لوبومو، ن. ف.؛ سارديني، إ. مستشعر مرن مطبوع بالكامل مع طبقة استشعار من إطار معدني عضوي قائم على الكوبالت لمراقبة الرطوبة في الأنظمة القابلة للارتداء. مجلة IEEE للمستشعرات 2026، 26، 3644-3657.
المصدر المفتوح - [5]
دو، Y.؛ يانغ، J.؛ سونغ، ك؛ جيانغ، س. بابي، MO؛ تشو، Y.؛ اذهب يا ديسيبل. Zhang، Y. طباعة الهباء الجوي والبلازما المشتركة للأجهزة المعدنية في درجة الحرارة المحيطة. صغير 2025، 21 (11)، e2409751.
المصدر المفتوح - [6]
ميربخت، إس إس؛ جولبارفار، إيه جيه؛ عمر، إم؛ كوزوباس أوغلو، بي إيه؛ إيراني، إف إس؛ يابيتشي، إم كيه. إلكترونيات حيوية حريرية ذاتية اللصق وقابلة للتحلل الحيوي بدرجة عالية لرصد الإشارات الفيزيولوجية الكهربائية طويلة الأمد بشكل شامل وغير محسوس. مجلة العلوم المتقدمة 2025، 12 (8)، 2405988.
المصدر المفتوح
