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Jul 02, 2023

그래핀 전자 문신은 물로 피부에 적용할 수 있습니다.

2017년 8월 7일 특집 작성자:

2017년 8월 7일 특집

작성자: Lisa Zyga, Phys.org

연구자들은 임시 문신과 유사하게 물로 피부에 직접 라미네이팅할 수 있는 그래핀 기반 문신을 디자인했습니다. 그러나 예술적인 디자인이나 다채로운 디자인을 특징으로 하는 대신 새로운 문신은 거의 투명합니다. 주요 매력은 그래핀의 고유한 전자 특성으로 인해 문신이 착용 가능한 전자 장치로 기능할 수 있으며 생체 인식 용도(예: 심장, 뇌 및 근육의 전기 활동 측정)뿐만 아니라 인간-기계 상호 작용을 포함한 잠재적 응용 분야가 가능하다는 것입니다. .

텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 Deji Akinwande와 Nanshu Lu가 이끄는 연구진은 ACS Nano 최근호에 새로운 그래핀 전자 문신에 관한 논문을 발표했습니다.

어떤 면에서 그래핀 전자 문신은 건강 및 피트니스 추적을 위해 시중에서 판매되는 전자 장치와 유사합니다. 두 종류의 장치 모두 심박수 모니터링 및 생체 임피던스(전류에 대한 신체의 반응 측정)가 가능합니다. 그러나 초박형 그래핀 문신은 피부에 완벽하게 적응할 수 있기 때문에 밴드에 장착되고 손목이나 가슴에 묶인 견고한 전극 센서의 성능이 낮은 것과는 대조적으로 의료급 데이터 품질을 제공합니다. 고품질 감지로 인해 연구원들은 그래핀 문신이 일반적으로 피부에 테이프로 부착되고 전극이 기능할 수 있도록 젤이나 페이스트가 필요한 기존 의료 센서에 대한 유망한 대체품을 제공할 수 있을 것으로 기대합니다.

"그래핀 문신은 얇기 때문에 피부에 매우 순응적인 접촉을 형성하여 신호 충실도를 높이는 건식 생리학적 센서입니다."라고 오스틴에 있는 텍사스 대학교의 Shideh Kabiri Ameri가 Phys.org에 말했습니다. "순응성은 생리학적 측정을 위한 기존 건식 센서 및 전극의 가장 큰 단점 중 하나인 모션 인공물에 대한 민감성을 줄여줍니다."

새로운 문신은 투명 폴리머 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)의 초박형 지지층으로 코팅된 그래핀으로 만들어졌습니다. 제조 과정에서 그래핀/PMMA 이중층을 일반 문신 종이에 옮긴 다음 이중층을 다양한 패턴의 구불구불한 리본으로 조각하여 다양한 유형의 센서를 만듭니다. 완성된 문신은 그래핀 면을 피부에 접촉시킨 뒤, 문신 종이 뒷면에 물을 발라 문신을 풀어주는 방식으로 신체 어느 부위에든 전사된다. 문신은 약 2일 이상 동안 완전한 기능을 유지하지만 원하는 경우 접착 테이프로 떼어낼 수 있습니다.

연구자들은 이전에 이론적으로 그래핀 문신이 인간의 피부에 완전히 일치하고 최적의 성능을 발휘하려면 두께가 510nm 미만이어야 한다는 것을 보여주었기 때문에 여기서 제작한 문신의 두께는 460nm에 불과합니다. 약 85%의 그래핀/PMMA 이중층 광학 투명성과 문신이 인간 피부보다 더 신축성이 있다는 사실이 결합되어 결과적으로 그래핀 문신은 기계적으로나 광학적으로 거의 인식할 수 없습니다.

테스트 결과, 그래핀 전자 문신은 피부 온도, 피부 수분 공급 등 다양한 전기 생리학적 신호를 측정하는 데 성공적으로 사용될 수 있으며 전기적 측정을 위한 심전도(ECG), 근전도(EMG) 및 뇌전도(EEG)로도 기능할 수 있는 것으로 나타났습니다. 각각 심장, 근육, 뇌의 활동.

Kabiri Ameri는 "그래핀 전자 문신은 모바일 건강 관리, 보조 기술 및 인간 기계 인터페이스 분야의 잠재적 응용 분야에서 가장 유망합니다."라고 말했습니다. "인간 기계 인터페이스 분야에서는 뇌와 근육에서 기록된 전기 생리학적 신호를 분류하여 기계의 특정 동작에 할당할 수 있습니다. 이 연구 분야는 사물 인터넷, 스마트 하우스 및 도시, 인간 컴퓨터 상호 작용에 응용할 수 있습니다. , 스마트 휠체어, 음성 지원 기술, 부주의 운전 모니터링 및 인간-로봇 제어 등 최근 우리는 인간의 신호를 감지하여 비행 물체를 무선으로 제어하기 위한 그래핀 문신의 적용을 시연했습니다. 해당 시연은 가까운 시일 내에 보고될 것입니다."