Plasterelektronikk

Elektronisk plaster viser deg pulsen

Skjermteknologi tar mange retninger. Én er strekkbare OLED-skjermer som kan limes på huden og vise sensorinformasjon.

Dette er en prototyp, men Samsung vil jobbe videre med sensorer og skjermer som kan limes på huden. Det gir stor nøyaktighet og lange måleserier og kan bety et nytt nivå i helseovervåkning.
Dette er en prototyp, men Samsung vil jobbe videre med sensorer og skjermer som kan limes på huden. Det gir stor nøyaktighet og lange måleserier og kan bety et nytt nivå i helseovervåkning. (Foto: Samsung)

Skjermteknologi tar mange retninger. Én er strekkbare OLED-skjermer som kan limes på huden og vise sensorinformasjon.

Samsung er så store at de holder seg med egne forskningsinstitutter. SAIT – Samsung Advanced Institute of Technology, som er et av dem som har som oppgave å legge fundamentet for ny teknologi i fremtiden, har klekket ut en ny OLED-basert skjermteknologi uten de begrensingene dagens bøybare utgaver har. Denne er det faktisk mulig å strekke hele 30 prosent. Altså slik du strekker et plaster du limer på huden.

Når du først har en strekkbar skjerm på huden, altså en skjerm på din egen kropp, er det bare fantasien som begrenser hva den kan brukes til. Forskerne ved SAIT har kombinert den med en syltynn og fleksibel såkalt PPG, photoplethysmography-sensor, til å måle pulsen. Det er det samme måleprinsippet som alle smartklokker benytter, med å se på reflektert lys fra laserdioder som lyser på hudoverflaten. Da kan det bestemmes når kapillærårene trekker seg sammen og utvider seg i takt med hjerteslagene.

Bedre måling

Sensoren og skjermen vi testet, var plassert over håndleddet, som vi bøyer og strekker hele tiden. Det gikk selv når man strakk målesystemet ut 30 prosent 1000 ganger. Dessuten var det en stor fordel å måle på denne måten – med en pålimt sensor. Signalene ble opptil 2,4 ganger sterkere enn dem man måler med for eksempel en smartklokke.

Den første sensoren de har utviklet, måler puls ved å sende lys gjennom huden og se på refleksjonen. Foto: Samsung

– Fordelen med denne teknologien er at den kan måle biometriske data over lang tid uten at man trenger å ta av plasteret når man sover eller trener. Det føles som en del av huden. Du kan også se dataene på skjermen uten å måtte overføre dem til en ekstern enhet, sier seniorforsker Youngjun Yun, som har vært med på å utvikle sensorplasteret.

Tåler bøy og tøy

Det å utvikle materialer som kan strekkes og bøyes på denne måten uten at det oppstår materialtretthet og sprekker, har naturligvis vært en utfordring.

Alle lagene som til sammen utgjøre sensoren og skjermen, må være bygget at materialer som er elastiske nok til å tåle slike påkjenninger.

Alt som skal limes på huden, må ha egenskapene til plaster. Det har de klart å utvikle både for sensorer og OLED-skjermer som her. Foto: Samsung

Substrater, elektroder, tynnfilmtransistorer, lysdioder, sensorer og andre komponenter og lag må kunne bevege seg sammen og kunne strekkes over veldig lang tid – uten at de elektriske og optiske egenskapene forringes.

En del av løsningen har vært å erstatte plast, som i seg selv kan bøyes, med elastomerer. Dette er første gangen noen har klart å utvikle slike skjerm/sensorsystemer ved å bruke fotolitografiske teknikker. Det har gjort at man kan prosessere de nye materialene med utstyr man ellers bruker til elektronikk og har kunnet skrive mikromønstre over større arealer.

Bruken av elastomerer har vært spesielt utfordrende. Slike materialer er følsomme for varme, så for å kunne bygge strukturene de ønsket, måtte forskerne endre molekylstrukturen.

For at alle komponentene ikke skulle ta skade av å strekkes og bøyes, har de blitt utformet på ulike måter. En av den var å posisjonere dem som en slags ørsmå øyer hvor de ikke blir så påvirket og så heller strekke og bøye forbindelsene mellom dem.

For å lage bøyelig elektronikk på tynne filmer, har Samsungs forskere brukt elastomerer, som er mye mer tøyelige og bøybare enn plast. Komponenter som ikke kan vris og vrenges med substratet, er plassert i en slags øyer hvor mellomrommet mellom dem kan strekkes. Foto: Samsung

Nærhet til huden

At sensorene kan limes på huden og være der lenge, åpner nye muligheter innen biometri. Det øker presisjonen og gir tilgang til lange tidsserier som kan være mye mer nyttige enn klokkemonterte.

– Forskningen er i en tidlig fase, men målet er å utvikle og kommersialisere slike strekkbare måleenheter. Vi ønsker å gjøre dem enda mer fysisk fleksible og øke oppløsningen og målenøyaktigheten. I tillegg til å kunne måle puls, vil vi utvikle sensorer som måler oksygenmetning og elektrisk aktivitet i nerver og blodtrykk, sier Jong Won Chung.

Les også

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)
Til toppen