Een tijger-tatoeage. Een regenboogstreep. Iets dat op schmink lijkt, maar in plaats daarvan je hersengolven leest.
Ingenieurs van Penn State hebben het. Ze hebben een voorlopig patent ingediend voor wearables die je rechtstreeks op je huid schildert. Dit zijn geen stijve metalen kussentjes die in een kliniek een uur lang zijn vastgeplakt. Het zijn aanpasbare sensoren die worden beschreven in de Proceedings of the National Academy of Sciences. Ze hechten beter aan de huid. Ze blijven daar als je verhuist. En ja, ze zien er goed uit.
Waarom plakkerigheid mislukt
Alle draagbare gezondheidstechnologie werkt op elektroden. Deze dingen raken het lichaam en vangen elektrische signalen op. Je hersenen sturen EEG-gegevens. Je hart zendt een ECG uit. Je spieren trillen tijdens EMG. Standaarduitrusting maakt gebruik van stijve metalen contacten. Ze bieden zeker stabiliteit. Maar ze loslaten zodra je je armen opsteekt of zweet.
Onderzoekers probeerden dit op te lossen met hydrogels. Zachte geleimaterialen. Ze absorberen water en zwellen op. Ze strekken zich uit met je lichaam. In theorie geweldig. Maar het water verdampt. De gel droogt uit. Dan valt de sensor eraf. Of erger nog, het liegt tegen je.
Wanqing Zhang, een promovendus in het team, merkt een ander probleem op. De luchtspleet. De meeste commerciële elektroden zijn geprefabriceerde platen die op de huid worden geslagen. Er komt lucht vast te zitten tussen het fabrieksplastic en uw opperhuid. Die lucht blokkeert signalen.
“Om dit aan te pakken hebben we geleidende inkt ontwikkeld die rechtstreeks op de huid kan worden geborsteld.”
Lijm of kunst?
Het nieuwe materiaal is een mengsel op waterbasis van polymeren en zure additieven. Het begint dik als lijm. Daarna droogt het in minder dan tien minuten. Wil het sneller. Blaas er een haardroger op.
Larry Cheng, een andere co-auteur, vergelijkt de ervaring met schilderen.
“Het begint bijna transparant.”
Je voegt voedselkleurstof toe. Rood blauw groen wat je maar wilt. Teken een Superman-logo. Het wordt een elektrode. Omdat er geen tussenlaag, geen plastic omhulsel en geen fabrieksstempel is, past de inkt zich perfect aan de microscopische textuur van je huid aan. Dit verandert alles. Beter contact betekent schonere signalen.
Voor duurzaamheid schildert het team een verbindingsgedeelte op een poreus zilverkleurig textiel. Denk aan metalen gaas. De inkt trekt in het weefsel, hardt uit en hecht zich aan de huid. Vervolgens wordt het vastgeklemd aan een draadloze module die onder kleding is weggestopt. De signalen vliegen via Bluetooth. Het gaas rekt uit tot 150 procent. Zweet gaat er dwars doorheen in plaats van zich op te hopen en huiduitslag te veroorzaken of de draad los te koppelen.
Robotachtige handen en peuters
In tests volgden de sensoren tijdens het normale leven gedurende 12 uur onafgebroken de hartslag. Een andere test volgde de trainingsprestaties met hoge betrouwbaarheid. Het meest interessante was dat ze spiersignalen van een onderarm registreerden. Die signalen dreven een robothand aan. De gebruiker bewoog zijn pols en de prothese volgde, er was geen fysieke verbinding nodig.
Is het blijvend. Nee. Je wast het af.
Indien nodig opnieuw toepassen. Eén fles kan een week of langer meegaan. Dit suggereert een toekomst waarin de dure computeronderdelen in de zak blijven terwijl de sensoren zelf vloeibare wegwerpkunst zijn.
Kinderartsen kunnen dit nuttig vinden. Gecontroleerd worden is rot voor kinderen. Het is veel aantrekkelijker om een draak op hun borst te schilderen die hun hart in de gaten houdt. Het team kijkt vervolgens naar glucose en cortisol.
Misschien verdienen we het allemaal om ons een beetje superhelden te voelen terwijl we onze vitale functies controleren. Of misschien is het gewoon lijm met elektriciteit erin.
Alleen de tijd zal leren of het standhoudt als het regent. 🎨⚡
