1. Tiivistelmä
Siirtyminen jäykästä puettavasta elektroniikasta ihoon mukautuviin ja biointegroituihin rajapintoihin riippuu materiaaleista ja valmistusprosesseista, jotka säilyttävät signaalin laadun, kestävät toistuvaa muodonmuutosta ja pysyvät yhteensopivina herkkien alustojen kanssa.
NovaCentrixin johtavat musteet, joita käytetään aerosolisuihkutulostuksessa, mustesuihkutulostuksessa ja rinnakkaissuihkutulostuksessa, tarjoavat perustan puettavalle akustiikkatunnistukselle, haptiikalle, sydän- ja hengityselinten monitoroinnille, hikoiluanalyysille, ympäristön lämpötilaan perustuville biorajapinnoille ja biohajoavalle bioelektroniikalle.
2. Strategiset sovellusalueet
2.1 Akustinen biometrinen tunnistus ja puheentunnistus - JS-A221AE [1]
Kurkkuun integroituun äänen monitorointiin tarkoitetut pietsoresistiiviset puettavat anturit saavuttivat 95.9 %:n tunnistustarkkuuden ja säilyttivät signaalit vakaina 40 mikronin polyuretaanikalvoilla. Aerosolitulostetuilla elektrodeilla voitiin tallentaa puhekuvioita tarkasti mukautuvassa muodossa.
2.2 Haptinen palaute ja puettavat taktiiliset näytöt - JS-A426 [2]
Aerosolisuihkulla painetut mikrolämmittimet, joiden viivanleveys oli noin 55 mikronia ja jälkipaksuus lähes 2.4 mikronia, tarjosivat nopeaan haptiseen vasteeseen tarvittavan alhaisen lämpömassan. Tuloksena oleva järjestelmä tuotti yli 30 mN:n voimia pysyen samalla akkuystävällisellä jännitteellä.
2.3 Reaaliaikainen sydän- ja hengityselinten monitorointi - JS-A191 [3]
Kaksipuolinen ruudukkoelektrodirakenne vähensi hopean musteen kulutusta 36.6 % säilyttäen samalla lääketieteellisen tason signaalin laadun keskimääräisen absoluuttisen virheen ollessa alle 0.36 bpm raskaan toiminnan aikana, mikä tekee siitä erinomaisen valinnan puettavaan hengitysseurantaan.
2.4 Biokemiallinen ja hikoilun seuranta - JS-A102A [4]
Joustavilla polyimidialustoilla olevat painetut hopealla lomitetut elektrodit toimivat johtavana runkona kobolttipohjaisille MOF-anturikerroksille puettavassa kosteus- ja hikoiluvalvonnassa. IDE-geometria mahdollistaa vakaan signaalinsiirron, kun taas anturikerros tarjoaa analyyttivasteen.
2.5 Biointegroitu ja ympäristön lämpötilan valvonta - JS-A221AE [5]
Ei-lämpöinen ilmakehän plasmasuihkusintraus noin 35 celsiusasteessa mahdollistaa suoran tulostuksen bioottisille alustoille, kuten lehdille ja pehmeille polymeereille. Tämä avaa mahdollisuuksia hydraatioon ja ympäristön seurantaan siellä, missä perinteinen lämpökovetus vahingoittaisi kohdepintaa.
2.6 Monitoiminen silkkibioelektroniikka - JS-A102A [6]
Erittäin pehmeä silkkibioelektroniikka EKG:hen, EEG:hen ja EOG:hen yhdistää ihoyhteensopivuuden täydelliseen biohajoavuuteen maaperässä kahdessa päivässä, mikä osoittaa, kuinka painetut hopeamusteet voivat tukea vähäjätteisiä bioelektronisia valvontajärjestelmiä.
3. Akateemisen näytön matriisi
Julkaistujen puettavien laitteiden validointi
Asiakirjan edustavat sovellukset, materiaalit ja tulostusprosessit.
| Puheentunnistus | JS-A221AE, Aerosolisuihku, ACS-anturit |
|---|---|
| Taktiilinen näyttö | JS-A426, Aerosolisuihku, npj Joustava elektroniikka |
| Hengityksen seuranta | JS-A191, Mustesuihku, IEEE BSN |
| Kosteus ja hiki | JS-A102A, Mustesuihku, IEEE Sensors Journal |
| Biohydraatio | JS-A221AE, Co-Jet, Pieni |
| Silkkibioelektroniikka | JS-A102A, Mustesuihku, Edistynyt tiede |
4. Viitteet
- [1]
Wang, Q.; Li, P.; Yuan, Q.; Zhang, W.; Ma, M.; Luo, G.; Lang, Y.; Zhou, L.; Su, Z. Aerosolisuihkutulostettu puettava grafeeni/selluloosa-nanokideakustinen anturi puheentunnistukseen. ACS Sens. 2025, 10 (11), 8521-8530.
Avoin lähdekoodi - [2]
Mazzotta, A.; Taccola, S.; Cesini, I.; Sanchez Sifuentes, M.; Harris, RA; Mattoli, V. Matalajännitteinen puettava taktiilinäyttö termopneumaattisella toimilaitteella. npj Flex. Electron. 2025, 9, 70.
Avoin lähdekoodi - [3]
Utsha, UT; Rahman, M.; Morshed, BI Älypuhelinpohjainen reaaliaikainen hengityksen seuranta kaksipuolisilla mustesuihkutulostetuilla puettavilla elektrodeilla. Vuonna 2025 IEEE-EMBS International Conference on Body Sensor Networks (BSN); 2025.
Avoin lähdekoodi - [4]
Hosseinzadeh, B.; Tonello, S.; Lopomo, NF; Sardini, E. Täysin tulostettu joustava anturi, jossa on kobolttipohjainen metalli-orgaaninen runko, kosteuden valvontaan puetuissa järjestelmissä. IEEE Sens. J. 2026, 26, 3644-3657.
Avoin lähdekoodi - [5]
Du, Y.; Yang, J.; Song, K.; Jiang, Q.; Bappy, MO; Zhu, Y.; Mene, DB; Zhang, Y. Metallisten laitteiden autonominen aerosoli- ja plasmako-jet-tulostus ympäristön lämpötilassa. Pieni 2025, 21 (11), e2409751.
Avoin lähdekoodi - [6]
Mirbakht, SS; Golparvar, AJ; Umar, M.; Kuzubasoglu, BA; Irani, FS; Yapici, MK Erittäin itsekiinnittyvä ja biohajoava silkkibioelektroniikka kokonaisvaltaiseen, huomaamattomaan ja pitkäaikaiseen elektrofysiologisten biosignaalien seurantaan. Adv. Sci. 2025, 12 (8), 2405988.
Avoin lähdekoodi
