Phát minh da điện tử không thấm mồ hôi giúp theo dõi sức khỏe

Yến Chi
08/08/2021 07:10
D

Các kỹ sư của Viện Công nghệ Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology - MIT) ở Mỹ và các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển một loại da điện tử không thấm mồ hôi và giúp con người theo dõi sức khỏe.

Các kỹ sư của Viện Công nghệ Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology - MIT) ở Mỹ và các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển một loại da điện tử không thấm mồ hôi. Đây là một miếng dán cảm biến, có thể theo dõi sức khỏe của một người mà không bị hỏng hay bong tróc.

Miếng dán có các ống dẫn mồ hôi nhân tạo, tương tự như lỗ chân lông trên da người. Các lỗ trên miếng dán được tạo ra tương tự như nghệ thuật cắt giấy kirigami của Nhật Bản. Thiết kế này bảo đảm mồ hôi có thể thoát ra ngoài qua miếng dán, ngăn ngừa kích ứng da và làm hỏng các cảm biến gắn vào đó.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances này là một bước tiến để có được làn da thông minh tồn tại lâu dài, giúp theo dõi các chỉ số hàng ngày hoặc sự tiến triển của bệnh ung thư da và các tình trạng khác.

Phó Giáo sư kỹ thuật cơ khí Jeeh Kim tại MIT cho biết: “Với miếng dán da thoáng khí, phù hợp này, sẽ không có bất kỳ sự tích tụ mồ hôi, thông tin bị sai lệch hay bị bong khỏi da người. Chúng ta có thể cung cấp các cảm biến có thể đeo được nhằm mục đích giám sát liên tục trong một thời gian dài”.

Ngoài ông Kim, các đồng tác giả của nghiên cứu trên còn có nhà nghiên cứu sau tiến sĩ như Hanwool Yeon, các nhà nghiên cứu tại MIT kết hợp với các cộng tác viên từ tập đoàn mỹ phẩm Amorepacific và các tổ chức khác trên khắp Hàn Quốc.

Những khó khăn trong quá trình nghiên cứu

Nhóm của ông Kim chuyên về chế tạo màng bán dẫn dẻo. Họ đi tiên phong trong kỹ thuật bao gồm phát triển các màng bán dẫn chất lượng cao, siêu mỏng. Gần đây, công việc của họ thu hút sự chú ý của công ty mỹ phẩm Amorepacific vốn đang quan tâm đến việc tạo ra loại băng dán mỏng nhằm theo dõi liên tục những thay đổi trên da.

Công ty này đã hợp tác với ông Kim để biến các tấm phim bán dẫn dẻo của nhóm thành một thứ có thể dán lên da trong một thời gian dài.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm da điện tử bằng cách dán nó vào cổ tay và trán của một tình nguyện viên trong một tuần. Tình nguyện viên mang nó trong các hoạt động gây toát mồ hôi như chạy trên máy tập trong 30 phút và ăn một bữa ăn nhiều đồ cay.

Tuy nhiên, nhóm đã sớm vấp phải rào cản mà các thiết kế về da điện tử khác vẫn chưa giải quyết được, đó là mồ hôi. Hầu hết các thiết kế thử nghiệm đều gắn các cảm biến vào các vật liệu dính dựa trên polymer và không thoáng khí lắm.

Trong khi các thiết kế khác làm từ sợi nano dệt, có thể để không khí lọt qua nhưng lại không thấm mồ hôi. Ông Kim nhận ra rằng, một làn da điện tử muốn hoạt động lâu dài phải thấm cả hơi nước và mồ hôi.

“Mồ hôi có thể tích tụ giữa da điện tử và da của bạn, điều này có thể gây tổn thương da và ảnh hưởng tới hoạt động của cảm biến. Vì vậy, chúng tôi đã cố gắng giải quyết 2 vấn đề này cùng một lúc bằng cách cho phép mồ hôi thấm qua da điện tử”, ông Kim cho hay.

Tìm ra giải pháp nhờ những vết cắt

Để lấy cảm hứng thiết kế, các nhà nghiên cứu đã xem xét lỗ chân lông thoát mồ hôi của người. Họ phát hiện ra đường kính trung bình lỗ chân lông ở người khoảng 100 micron và nó được phân bố ngẫu nhiên trên da. Họ đã thử một số mô phỏng ban đầu để xem có thể bao phủ và sắp xếp các lỗ chân lông nhân tạo như thế nào để không làm tắc lỗ chân lông của da người.

“Ý tưởng đơn giản của chúng tôi là, nếu tạo các ống dẫn mồ hôi nhân tạo trong da điện tử và tạo ra các đường dẫn mồ hôi có khả năng thẩm thấu cao, có thể dùng da nhân tạo này một cách lâu dài với chức năng giám sát”, ông Yeon giải thích.

Họ bắt đầu với một mô hình với các các lỗ, mỗi lỗ có kích thước bằng lỗ mồ hôi thực tế của người. Họ phát hiện ra nếu các lỗ chân lông được đặt gần nhau, ở khoảng cách nhỏ hơn đường kính lỗ chân lông trung bình, toàn bộ mô hình sẽ thấm mồ hôi hiệu quả.

Tuy nhiên họ cũng phát hiện ra nếu mô hình lỗ này được khắc qua một lớp phim mỏng thì lớp phim này không thể co giãn nhiều được và sẽ bị bong dễ dàng khi dán vào da người.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra họ có thể tăng cường độ bền và tính linh hoạt của mẫu bằng cách cắt các rãnh mỏng giữa các lỗ, tạo ra mô hình quả tạ lặp lại thay vì chỉ có các lỗ đơn giản. Mô hình này khi được gắn vào vật liệu, tạo ra một hiệu ứng giống như kirigami có thể co giãn được.

“Nếu bạn quấn một mảnh giấy lên một qủa bóng, nó sẽ không phù hợp, nhưng nếu bạn cắt một mẫu kirigami trên mảnh giấy đó, nó có thể phù hợp. Vì vậy, chúng tôi nghĩ, tại sao không nối các lỗ bằng một vết cắt để có sự phù hợp giống như nghệ thuật cắt giấy kirigami trên da, đồng thời có thể thấm được mồ hôi?” – nhà nghiên cứu Yeon nói.

Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một lớp da điện tử nhiều chức năng, mỗi lớp họ đều khắc hoa văn hình quả tạ. Các lớp của da nhân tạo này bao gồm một mảng cảm biến bán dẫn siêu mỏng để theo dõi nhiệt độ, sự cấp nước cho cơ thể, mức tiếp xúc với tia cực tím của cơ thể và có sức căng cơ học. Mảng cảm biến được kẹp giữa 2 màng bảo vệ mỏng, tất cả đều phủ một lớp keo polymer dính.

“Da điện tử này giống như da người, có thể co giãn, mềm mại và mồ hôi có thể thấm qua da” – ông Yeon cho hay.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm da điện tử trên bằng cách dán nó vào cổ tay của một tình nguyện viên trong hơn một tuần. Trong suốt giai đoạn này, da điện tử đó đã đo nhiệt độ, đo mức độ cấp nước cho cơ thể, đo mức độ tiếp xúc với tia cực tím và đo mạch của anh ta một cách đáng tin cậy ngay cả trong các hoạt động tiết nhiều mồ hôi như chạy bộ và ăn một bữa ăn cay.

Thiết kế của nhóm cũng phù hợp với da người khi được dán vào. Tình nguyện viên được yêu cầu cau mày liên tục trong khi đổ nhiều mồ hôi. Trong khi đó các thiết kế da điện tử khác đều thiếu khả năng thấm mồ hôi và dễ dàng bong khỏi da.

Ông Kim có kế hoạch cải thiện sức mạnh và độ bền của thiết kế trên. Mặc dù có khả năng thấm mồ hôi và có tính phù hợp cao, nhưng do có hoa văn kirigami kết hợp với dạng siêu mỏng nên nó khá mỏng manh khi có ma sát. Do đó, các tình nguyện viên phải mang thêm một lớp vỏ bọc xung quanh để bảo vệ nó trong các hoạt động như tắm dưới vòi hoa sen.

Theo Tạp chí Điện tử 

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Sau khi "chết hụt", con người sẽ thông minh hơn?

Sau khi "chết hụt", con người sẽ thông minh hơn?

Cánh cửa khoa học nào tiếp nối quá khứ và tương lai?

Cánh cửa khoa học nào tiếp nối quá khứ và tương lai?

Độ sâu của Đại dương là bao nhiêu?

Độ sâu của Đại dương là bao nhiêu?

Thở để mở khóa điện thoại

Thở để mở khóa điện thoại

Phát hiện kinh ngạc về số lượng kiến trên Trái Đất

Phát hiện kinh ngạc về số lượng kiến trên Trái Đất

Người Ai Cập cổ phát minh ra robot cách đây 4.000 năm

Người Ai Cập cổ phát minh ra robot cách đây 4.000 năm

Phát hiện bong bóng khí nóng quay quanh hố đen ở trung tâm Dải Ngân hà

Phát hiện bong bóng khí nóng quay quanh hố đen ở trung tâm Dải Ngân hà

Giải mã sức mạnh có thể 'đánh gục' hệ thống Internet toàn cầu trong tích tắc

Giải mã sức mạnh có thể 'đánh gục' hệ thống Internet toàn cầu trong tích tắc

Sinh viên làm sữa thực vật từ bã đậu nành và hạt lựu

Sinh viên làm sữa thực vật từ bã đậu nành và hạt lựu

Các nhà khoa học thử nghiệm thực tiễn lá nhân tạo

Các nhà khoa học thử nghiệm thực tiễn lá nhân tạo

Phát hiện một trong những quần thể đá lớn nhất Châu Âu

Phát hiện một trong những quần thể đá lớn nhất Châu Âu

Giải đáp bí ẩn về cách thức các đại dương xuất hiện trên Trái đất

Giải đáp bí ẩn về cách thức các đại dương xuất hiện trên Trái đất

Tin mới cập nhật

Toyota bZ4X - Khả năng vận hành không như công bố

Toyota bZ4X - Khả năng vận hành không như công bố

Có thể bạn chưa biết: 5 nghiên cứu khoa học giúp cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn

Có thể bạn chưa biết: 5 nghiên cứu khoa học giúp cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn

7.500 vệ tinh của SpaceX được Mỹ phê duyệt triển khai

7.500 vệ tinh của SpaceX được Mỹ phê duyệt triển khai

Lazada Logistics 'xanh hóa' hoạt động giao vận

Lazada Logistics 'xanh hóa' hoạt động giao vận

USB4™ Version 2.0 - Giải pháp tối ưu hóa hiệu năng thiết kế USB

USB4™ Version 2.0 - Giải pháp tối ưu hóa hiệu năng thiết kế USB

Cùng Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

Cùng Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

Visa tổ chức thành công Chương trình Kỹ năng Quản lý Tài chính

Visa tổ chức thành công Chương trình Kỹ năng Quản lý Tài chính

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

IHG Hotels & Resorts mang đến cộng đồng khó khăn những bữa ăn ngon

IHG Hotels & Resorts mang đến cộng đồng khó khăn những bữa ăn ngon

Xinapse mang giải pháp Generative AI-based đến Việt Nam

Xinapse mang giải pháp Generative AI-based đến Việt Nam

Đưa người dân lên môi trường số và tính tương tác TTĐT tại địa phương

Đưa người dân lên môi trường số và tính tương tác TTĐT tại địa phương

Tin đọc nhiều

Các nhà vật lý đo tuổi thọ của neutron với độ chính xác chưa từng có

Các nhà vật lý đo tuổi thọ của neutron với độ chính xác chưa từng có

Trung Quốc điều chế tinh bột từ carbon dioxide (CO2)

Trung Quốc điều chế tinh bột từ carbon dioxide (CO2)

Âm nhạc của Mozart có tác động tích cực lên não của người mắc bệnh động kinh

Âm nhạc của Mozart có tác động tích cực lên não của người mắc bệnh động kinh

Tiểu hành tinh chứa đầy kim loại quý trị giá hơn 10 nghìn triệu tỉ USD

Tiểu hành tinh chứa đầy kim loại quý trị giá hơn 10 nghìn triệu tỉ USD

Tại sao Hawking muốn loài người rời khỏi Trái Đất càng sớm càng tốt?

Tại sao Hawking muốn loài người rời khỏi Trái Đất càng sớm càng tốt?

Đây mới là tình bạn bền vững nhất trên Trái đất: 250 triệu năm vẫn bên nhau không rời

Đây mới là tình bạn bền vững nhất trên Trái đất: 250 triệu năm vẫn bên nhau không rời

Tàu Perseverance bắt đầu thực hiện sứ mệnh lịch sử sau "7 phút kỳ tích" của ngành hàng không vũ trụ

Tàu Perseverance bắt đầu thực hiện sứ mệnh lịch sử sau "7 phút kỳ tích" của ngành hàng không vũ trụ

Nhà khoa học giúp võng mạc của người mù hoạt động trở lại được thưởng 1 triệu euro

Nhà khoa học giúp võng mạc của người mù hoạt động trở lại được thưởng 1 triệu euro

Những phát minh 'để đời' của người Thụy Sĩ

Những phát minh 'để đời' của người Thụy Sĩ

Người ngoài hành tinh từng viếng thăm Trái Đất cách đây hàng ngàn năm?

Người ngoài hành tinh từng viếng thăm Trái Đất cách đây hàng ngàn năm?

Video xem nhiều

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019