Gli elettrodi possono essere stampati utilizzando solo la serigrafia

Il metodo di serigrafia può rendere l’elettronica indossabile meno costosa

VANCOUVER, Washington – Le scintillanti strutture a serpentina che alimentano l’elettronica indossabile possono essere create con la stessa tecnologia utilizzata per stampare le magliette dei concerti rock, mostra una nuova ricerca.

Lo studio, condotto dai ricercatori della Washington State University, dimostra che gli elettrodi possono essere realizzati utilizzando solo la serigrafia, creando un modello di circuito elastico e durevole che può essere trasferito su tessuto e indossato direttamente sulla pelle umana. Tale elettronica indossabile può essere utilizzata per il monitoraggio della salute negli ospedali oa casa.

“Volevamo realizzare dispositivi elettronici flessibili e indossabili in un modo che fosse molto più semplice, conveniente ea basso costo”, ha affermato l’autore corrispondente Jong-Hoon Kim, professore associato presso la School of Engineering and Computer Science della WSU Vancouver. “Ecco perché ci siamo concentrati sulla serigrafia: è facile da usare. Ha una configurazione semplice ed è adatto per la produzione di massa”.

L’attuale produzione commerciale di elettronica indossabile richiede processi costosi che coinvolgono camere bianche. Mentre alcuni usano la serigrafia per parti del processo, questo nuovo metodo si basa interamente sulla serigrafia, che presenta vantaggi per i produttori e, in ultima analisi, per i consumatori.

Nello studio, pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces  , Kim e i suoi colleghi descrivono in dettaglio il processo di serigrafia degli elettrodi e dimostrano come gli elettrodi risultanti possono essere utilizzati per il monitoraggio dell’elettrocardiogramma, noto anche come ECG.

Hanno utilizzato un processo in più fasi per stratificare inchiostri polimerici e metallici per creare strutture simili a serpenti dell’elettrodo. Sebbene il modello sottile risultante appaia delicato, gli elettrodi non sono fragili. Lo studio ha mostrato che potevano essere allungati del 30% e piegati a 180 gradi.

Più elettrodi vengono stampati su un vetrino pretrattato, che consente di staccarli facilmente e trasferirli su tessuto o altro materiale. Dopo aver stampato gli elettrodi, i ricercatori li hanno trasferiti su un tessuto adesivo che è stato poi indossato direttamente sulla pelle dai volontari. Gli elettrodi wireless hanno registrato accuratamente la frequenza cardiaca e respiratoria, inviando i dati a un telefono cellulare.

Mentre questo studio si è concentrato sul monitoraggio dell’ECG, il processo di serigrafia può essere utilizzato per creare elettrodi per una vasta gamma di usi, compresi quelli che svolgono funzioni simili a orologi intelligenti o fitness tracker, ha affermato Kim.

Il laboratorio di Kim sta attualmente lavorando per espandere questa tecnologia per stampare diversi elettrodi, interi chip elettronici e persino potenzialmente interi circuiti stampati. 

Oltre a Kim, i coautori dello studio includono ricercatori del Georgia Institute of Technology e della Pukyong National University in Corea del Sud, nonché altri della WSU Vancouver. Questa ricerca ha ricevuto il sostegno della National Science Foundation.