Ученые предложили создать электронные тату-сенсоры из графена
- Такие кожные сенсоры могут размещаться на разных частях тела, в зависимости от того, какой датчик реализован. Процесс закрепления устройства на коже такой же, как у знакомых всем переводных татуировок, - говорит аспирант Томского политехнического университета и автор новой разработки Анна Липовка.
Чем российская электронная "татуировка" отличается от других вариантов апгрейда человека? За рубежом десятки тысяч людей живут с программной меткой - чипом под кожей. В некоторых странах компании уже предлагают сотрудникам массово имплантировать микросхемы. Зачем? Чтобы открывать офисные двери, расплачиваться за обеды в корпоративном кафе, а еще помогать работодателю следить за работой подчиненных. "Татуировки" - менее кардинальный вариант, позволяющий избежать хирургического вмешательства. Временная электроника крепится на кожу с помощью прозрачной и очень тонкой полимерной подложки. Подобные сенсоры разрабатывают в Массачусетском технологическом институте, в "Майкрософт", в некоторых азиатских компаниях. Часто исследователи используют для производства сенсоров золотые наночастицы. Области применения могут быть разными: функциональное украшение, информационная метка и даже интерфейс ввода данных - тачпад на коже почти как в ноутбуке…
Выходит, будущее уже наступило? Пока нет: подобные футуристичные идеи сложно реализовать в массовой практике, да и нужно ли это - вопрос.
Другое дело - медицина. Именно в этом направлении решили двигаться томские ученые. Аспирант Анна Липовка под руководством профессоров Рауля Родригеса и Евгении Шеремет предложила более дешевую технологию создания нательных сенсоров: у нас за основу взяли не золото, а раствор оксида графена.
- Это механически устойчивый, оптически прозрачный и биосовместимый материал, - отмечает профессор кафедры лазерной и световой техники ТПУ Евгения Шеремет. - По сути, обычный графит, как в карандашах, только обработанный сильным окислителем. Его стоимость и стоимость сопутствующих элементов значительно меньше, чем у золота.
По предварительным расчетам, стоимость графеновой электронной "татуировки" не превысит тысячу рублей. И держаться на коже она будет несколько дней. Размер может составлять несколько сантиметров, а толщина - меньше миллиметра. Сенсор предполагается создать пассивным, то есть человек не станет к нему своего рода "батарейкой". А чтобы снять информацию с устройства, исследователи намереваются использовать специальный прибор-сканер.
- Мы наносим раствор оксида графена на полимерную подложку, затем с помощью лазера рисуем на ней проводящие каналы, - рассказывает Анна Липовка. - При воздействии лазером оксид графена превращается в проводящий материал. А при изменениях свойств кожи или подкожного слоя меняется и сопротивление оксида графена. По изменившемуся сопротивлению и другим фиксируемым параметрам можно интерпретировать сигналы, например, оценить уровень воды в тканях. Но это уже задача медиков.
Сейчас ученые выбирают оптимальную схему считывания данных с сенсоров для их дальнейшей интерпретации. Совместно с медиками томского НИИ кардиологии проводится своеобразный аудит на предмет того, какие параметры целесообразно снимать такими датчиками.
- Сначала мы рассматривали возможность измерения частоты сердечных сокращений, - поясняет профессор Шеремет. - Но вскоре оказалось, что у практической медицины есть потребность и в других сенсорах. Например, медики говорят, что для них очень важно измерять количество воды в тканях человека.
Почему это так важно? У людей с сердечной недостаточностью или с дисфункциями почек происходит задержка воды в организме. Это прямой сигнал о том, что человеку нужна медицинская помощь. Однако простого и быстрого способа измерить этот показатель, например, в домашних условиях или в кабинете первичного приема в поликлинике, пока нет. Станет ли томская электронная "татуировка" решением хотя бы этой частной задачи? И насколько она безопасна для человека? Это покажут только клинические исследования.
Гульфизат Бекмурзаева, врач-нефролог Детской городской клинической больницы им. З.А. Башляевой (Москва):
Сегодня для диагностики задержки воды в организме мы используем простые и безопасные методы: осмотр, контрольное взвешивание, контроль выпитой и выделенной жидкости или проведение однократных внутрикожных проб. У больных нефритом и так страдают почки. Целесообразно ли нанесение на кожу пациентов "татуировок" и введение дополнительных химических веществ? На мой взгляд, вряд ли в этом есть необходимость.