Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một cách mới giúp thiết bị theo dõi sức khỏe đeo trên người trở nên nhiều màu sắc hơn và bớt cồng kềnh đáng kể. Thay vì sử dụng những miếng điện cực dùng một lần dán trên da, một nhóm nghiên cứu do các kỹ sư tại Đại học Bang Pennsylvania (Penn State) dẫn đầu đã phát triển loại mực dẫn điện có thể vẽ trực tiếp lên da, tạo thành các điện cực tùy chỉnh có khả năng ghi nhận hoạt động của tim, cơ bắp và sóng não.
Công nghệ hoạt động tương tự một dạng “hình xăm điện tử” (electronic tattoo). Sau khi được vẽ lên da, lớp mực có thể đóng vai trò như điện cực để ghi nhận hoạt động tim (ECG), cơ bắp (EMG) và sóng não (EEG).
Điểm thú vị nằm ở việc cảm biến không còn bị giới hạn trong hình dạng của những miếng dán y tế. Mực có thể pha với phẩm màu đạt chuẩn thực phẩm, cho phép người dùng vẽ điện cực thành nhiều màu sắc và hình dạng khác nhau, từ các pattern đơn giản cho tới những hình minh họa vui nhộn. Chỉ mất vài phút để khô và sau đó, chính hình vẽ đó trở thành một cảm biến hoạt động được.
Loại mực được phát triển dựa trên polymer dẫn điện PEDOT, kết hợp các thành phần giúp tăng độ bám, độ bền và khả năng co giãn. Điện cực sau khi khô có thể kéo giãn tới khoảng 170% kích thước ban đầu, đồng thời bám sát bề mặt da tốt hơn các điện cực gel truyền thống, kể cả khi da có bề mặt không bằng phẳng hoặc nhiều lông.
Trong thử nghiệm, các điện cực vẽ trên da có thể thu được tín hiệu ECG, EMG và EEG với chất lượng tương đương cảm biến y tế thông thường, đồng thời duy trì độ bám hơn 12 giờ ngay cả khi người dùng vận động và đổ mồ hôi.
Nhóm nghiên cứu thậm chí đã sử dụng tín hiệu EMG từ lớp mực để nhận diện cử chỉ và điều khiển bàn tay giả robot, cũng như ghi nhận thành công hoạt động não qua vùng da đầu có tóc – vốn là một trong những điểm khó đối với cảm biến đeo truyền thống.
Một ưu điểm khác là khi không cần sử dụng nữa, lớp điện cực có thể được rửa sạch rồi vẽ lại, trong khi module điện tử thu nhận tín hiệu vẫn được tái sử dụng.
Nếu tiếp tục được hoàn thiện, công nghệ này có thể được ứng dụng trong theo dõi tim mạch dài hạn, phục hồi chức năng, điều khiển chi giả, giao diện não – máy tính và chăm sóc sức khỏe từ xa. Những hình vẽ nhiều màu sắc cũng có thể khiến thiết bị y tế trở nên thân thiện hơn với trẻ em hoặc những người không thích cảm giác phải đeo cảm biến trên cơ thể.
Xa hơn, các nhà khoa học còn muốn phát triển loại mực này để phát hiện những chỉ dấu sinh học như glucose và cortisol, mở rộng từ việc đọc tín hiệu điện sang theo dõi chuyển hóa và mức độ căng thẳng.
Hiện công nghệ vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và cần thêm các thử nghiệm về độ an toàn, khả năng sử dụng lâu dài cũng như tương tác với những quy trình như chụp MRI. Một đơn đăng ký bằng sáng chế tạm thời cũng đã được nộp.
Nếu thành công, cảm biến sức khỏe tương lai có thể không còn là miếng dán hay dây đeo, mà đơn giản là một hình vẽ ngay trên làn da.
Nhập hội Sáng tạo cùng RGB: