Een nieuw zacht elektronisch materiaal voor mens-machine-interfacing

Onderzoekers van DTU Health Tech hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat een bijna perfecte fusie tussen machines en het menselijk lichaam voor diagnostiek en behandeling kan vergemakkelijken.

Een DTU-onderzoeksteam bestaande uit Malgorzata Gosia Pierchala, Firoz Babu Kadumundi en Mehdi Mehrali van #TeamBioEngine onder leiding van Alireza Dolatshahi-Pirouz, heeft een nieuw materiaal ontwikkeld – CareGum – dat onder andere potentieel heeft voor het bewaken van motorische stoornissen geassocieerd met neurologische aandoeningen zoals als Parkinson.

Een groen materiaal met veel eigenschappen

De vastgoedportefeuille van CareGum is ongelooflijk breed met eigenschappen als huidachtige zachtheid, is rekbaar tot 30.000% en heeft een zelfherstellend vermogen dat doet denken aan dat van natuurlijke weefsels. Het is bedrukbaar, vormbaar en elektrisch geleidend. Met name de elektrische geleidbaarheid stelt het materiaal in staat om te reageren op externe stimuli en informatie af te geven aan een elektronisch circuit, terwijl de printcapaciteit mogelijkheden opent voor de op maat gemaakte productie van gepersonaliseerde bio-elektronica.

Het wordt gegenereerd via een schaalbare route zonder ingewikkelde en tijdrovende chemische procedures. In het kort, het bestaat uit een biologisch afbreekbare polymere matrix, nanobuisjes van klei die uit de ondergrond zijn geëxtraheerd en een superreactieve groene crosslinker (looizuur) die ongetwijfeld de smaakpapillen van veel wijndrinkers heeft gestimuleerd, omdat het zijn bittere en fruitige smaak geeft. smaak. Daarom is CareGum in wezen een groene, recyclebare en goedkope sensor (140 USD/kg).

Diagnostiek en behandelperspectieven

Universitair hoofddocent Alireza Dolatshahi-Pirouz legt uit: “CareGums zijn in wezen bio-aanpasbare cyborgsensoren. Ze kunnen synthetische materialen en machines op een naadloze en comfortabele manier koppelen aan of samenvoegen met het menselijk lichaam voor zowel diagnose als behandeling. We stellen ons voor dat ons nieuwe materiaal worden gebruikt om de complexe bewegingspatronen te ontcijferen die een rol spelen bij verschillende bewegingen of bewegingen zoals realtime monitoring van degenen die geïmmobiliseerd zijn vanwege een ziekte.We hebben bijvoorbeeld aangetoond dat CareGum 3D kan worden geprint op een hoes van rekbare stof om bewegingen van de hand te volgen.”

Het onderzoeksteam werkt momenteel aan de volgende versie van het materiaal, dat in staat zal zijn om pH- en temperatuurveranderingen te volgen, evenals belangrijke biomarkers voor ziekten, waardoor nog meer interactie tussen mens en machine mogelijk wordt.

“Het lichaam is zeer combinatorisch vanuit materieel oogpunt. Neem bijvoorbeeld de huid. Het is één materiaal, maar toch kan het zoveel doen met een breed scala aan eigenschappen, waaronder flexibiliteit, zelfherstellend vermogen en temperatuur , mechanische belasting en waarnemingsvermogen. CareGum is precies zo. Het is zacht, flexibel, aanpasbaar, geneesbaar en bijna geanimeerd. CareGum is geen dood materiaal. Het leeft. Het leeft”, zegt universitair hoofddocent Alireza Dolatshahi-Pirouz.