1. Streszczenie
Przejście od sztywnej elektroniki noszonej do interfejsów dopasowujących się do skóry i biozintegrowanych zależy od materiałów i procesów produkcyjnych, które zachowują jakość sygnału, wytrzymują wielokrotne odkształcenia i pozostają kompatybilne z delikatnymi podłożami.
Tusz przewodzący NovaCentrix, stosowany w druku aerozolowym, druku atramentowym i druku współbieżnym, stanowi podstawę dla przenośnych czujników akustycznych, urządzeń dotykowych, monitorowania układu sercowo-oddechowego, analizy potu, biointerfejsów temperatury otoczenia i biodegradowalnej bioelektroniki.
2. Strategiczne obszary zastosowań
2.1 Akustyczne wykrywanie biometryczne i rozpoznawanie mowy - JS-A221AE [1]
Noszone czujniki piezorezystancyjne do monitorowania głosu zintegrowanego z gardłem osiągnęły dokładność rozpoznawania na poziomie 95.9%, zachowując jednocześnie stabilność sygnału na 40-mikronowych foliach poliuretanowych. Elektrody drukowane metodą strumieniową aerozolu umożliwiły precyzyjne przechwytywanie wzorców mowy w wygodnej obudowie.
2.2 Sprzężenie zwrotne dotykowe i przenośne wyświetlacze dotykowe JS-A426 [2]
Mikrogrzałki drukowane metodą strumieniową aerozolu o szerokości linii około 55 mikronów i grubości śladu bliskiej 2.4 mikrona zapewniły niską masę termiczną niezbędną do szybkiej reakcji haptycznej. Powstały system generował siły powyżej 30 mN, utrzymując się w granicach napięcia przyjaznego dla baterii.
2.3 Monitorowanie układu sercowo-oddechowego w czasie rzeczywistym JS-A191 [3]
Dwustronna konstrukcja elektrody siatkowej pozwoliła na zmniejszenie zużycia srebrnego tuszu o 36.6% przy jednoczesnym zachowaniu jakości sygnału na poziomie medycznym ze średnim błędem bezwzględnym poniżej 0.36 uderzeń na minutę podczas intensywnej aktywności, co sprawia, że jest to doskonałe rozwiązanie do noszenia na ciele i śledzenia oddechu.
2.4 Monitorowanie parametrów biochemicznych i potu - JS-A102A [4]
Drukowane, przeplatane, srebrne elektrody na elastycznych podłożach poliimidowych stanowią przewodzący szkielet dla warstw czujnikowych MOF na bazie kobaltu w urządzeniach do monitorowania wilgotności i potu. Geometria IDE umożliwia stabilną transdukcję, a warstwa czujnikowa odpowiada na sygnał analitu.
2.5 Monitorowanie biozintegrowane i temperatury otoczenia - JS-A221AE [5]
Nietermiczne, atmosferyczne spiekanie strumieniowe plazmą w temperaturze około 35 stopni Celsjusza umożliwia bezpośredni druk na podłożach biotycznych, takich jak liście i miękkie polimery. Otwiera to drogę do uwodnienia i monitorowania środowiska, gdzie konwencjonalne utwardzanie termiczne uszkodziłoby powierzchnię docelową.
2.6 Kompleksowa bioelektronika jedwabiu - JS-A102A [6]
Ultramiękkie, jedwabne urządzenia bioelektroniczne do EKG, EEG i EOG łączą w sobie kompatybilność ze skórą z pełną biodegradowalnością w glebie w ciągu dwóch dni, co pokazuje, w jaki sposób drukowane tusze srebrne mogą wspierać systemy monitorowania bioelektronicznego generujące mniej odpadów.
3. Macierz dowodów akademickich
Opublikowana walidacja urządzeń noszonych
Przykładowe zastosowania, materiały i procesy drukowania z dokumentu.
| Rozpoznawanie mowy | JS-A221AE, Strumień aerozolu, czujniki ACS |
|---|---|
| Wyświetlacz dotykowy | JS-A426, Aerosol Jet, npj Flexible Electronics |
| Śledzenie oddechu | JS-A191, Atramentowa, IEEE BSN |
| Wilgotność i pot | JS-A102A, Atramentowy, IEEE Sensors Journal |
| Biohydratacja | JS-A221AE, Co-Jet, Mały |
| Bioelektronika jedwabiu | JS-A102A, Atramentowa, Zaawansowana nauka |
4. Referencje
- [1]
Wang, Q.; Li, P.; Yuan, Q.; Zhang, W.; Ma, M.; Luo, G.; Lang, Y.; Zhou, L.; Su, Z. Noszony czujnik akustyczny z nanokryształów grafenu/celulozy, drukowany metodą strumieniową w aerozolu, do rozpoznawania mowy. ACS Sens. 2025, 10 (11), 8521-8530.
Otwarte źródło - [2]
Mazzotta, A.; Taccola, S.; Cesini, I.; Sanchez Sifuentes, M.; Harris, RA; Mattoli, V. Niskonapięciowy, przenośny wyświetlacz dotykowy z aktywacją termopneumatyczną. npj Flex. Electron. 2025, 9, 70.
Otwarte źródło - [3]
Utsha, UT; Rahman, M.; Morshed, BI Śledzenie oddechu w czasie rzeczywistym za pomocą smartfona z wykorzystaniem dwustronnych, atramentowych elektrod noszonych. W 2025 roku, Międzynarodowa Konferencja IEEE-EMBS na temat Sieci Czujników Ciała (BSN); 2025.
Otwarte źródło - [4]
Hosseinzadeh, B.; Tonello, S.; Lopomo, NF; Sardini, E. W pełni drukowany, elastyczny czujnik z warstwą czujnikową z metalo-organicznym szkieletem na bazie kobaltu do monitorowania wilgotności w systemach noszonych. IEEE Sens. J. 2026, 26, 3644-3657.
Otwarte źródło - [5]
Du, Y.; Yang, J.; Piosenka, K.; Jiang, Q.; Bappy, MO; Zhu, Y.; Idź, DB; Zhang, Y. Autonomiczny druk aerozolowy i plazmowy urządzeń metalowych w temperaturze otoczenia. Mały 2025, 21 (11), e2409751.
Otwarte źródło - [6]
Mirbakht, SS; Golparvar, AJ; Umar, M.; Kuzubasoglu, BA; Irani, FS; Yapici, MK Wysoce samoprzylepna i biodegradowalna bioelektronika z jedwabiu do kompleksowego, niezauważalnego, długoterminowego monitorowania biosygnałów elektrofizjologicznych. Adv. Sci. 2025, 12 (8), 2405988.
Otwarte źródło
