MEDICAL 6 - ottobre 2014
XVI
Medical
medicale sta senza dubbio nella comodità
d’uso da parte dei pazienti, ma Donghee
Son e Jongha Lee non sono ancora riu-
sciti a rimpicciolire in dimensioni “skin”
anche l’alimentazione e l’indispensabile
transceiver per il controllo remoto, per i
quali è necessario un ulteriore sviluppo,
ma pensano che il loro lavoro sia un buon
punto di partenza per questa tecnologia.
Tessuti di grafene sensibile
È noto che il grafene ha proprietà elettro-
niche e meccaniche particolarmente adat-
te per realizzare i sistemi nano elettromec-
canici (NEMS). La
e la
cinesi hanno presentato a
metà aprile una tecnologia sviluppata con una ricerca
congiunta che consente di monitorare i movimenti del
corpo con dei sensori di grafene raggruppati in “tessu-
ti” detti Graphene Woven Fabric (GWF) sviluppati dalla
stessa equipe. In pratica, i ricercatori capitanati dal prof.
Hongwei Zhu hanno prima ottenuto l’effetto piezo-re-
sistivo in una membrana di grafene con la conseguente
misura elettrica della deformazione che è proporziona-
le alla pressione applicata sulla stessa. La robustezza del
grafene alle dimensioni nanometriche ne fanno il mate-
riale ideale per realizzare sensori miniaturizzati da uti-
lizzare per misurare la pressione all’interno del corpo e
persino all’interno dei vasi sanguigni. Inoltre, l’alta mo-
bilità elettronica del grafene offre ai dispositivi un’eleva-
ta sensibilità che permette di misurare variazioni anche
minime della pressione. Usando la Chemical Vapor De-
position i ricercatori hanno fabbricato dei tessuti, ossia
delle strisce continue di sensori di grafene, in grado di
rilevare gli eventi correlati ai cambiamenti di pressione e
questi dispositivi possono essere fabbricati con dimensio-
ni adatte all’uso medicale per il monitoraggio di molte
parti muscolari del corpo sia interne sia esterne come i
battiti del cuore, la respirazione, la fonetica, le espressio-
ni facciali o il movimento delle palpebre.
Circuiti elettronici elasticizzati
La crescente domanda di elettronica indossabile spin-
ge alla ricerca di nuovi metodi per realizzare i circuiti
elettronici deformabili. Un’equipe di ricercatori della
di West Lafayette, nell’Indiana, con
a capo il prof. Babak Ziaie, è riuscita a sviluppare una
tecnologia a basso costo che consente di “cucire” fili me-
tallici e componenti elettronici sopra un elastomero e
cioè un substrato elastico gommoso (Ecoflex prodotto
da
) in modo tale da permetterne non solo
la deformazione ma anche lo schiacciamento e l’allarga-
mento addirittura fino a cinque volte rispetto alle dimen-
sioni originali. In pratica, realizzando i sistemi elettronici
in questo modo si possono ottenere sensori da adagiare
anche su quei tessuti del corpo, che si espandono a causa
della patologia ivi presente, oppure sui muscoli duran-
te la loro attività di contrazione ed estensione e, inoltre,
si possono concepire sistemi di misura per applicazioni
specifiche da applicare su qualunque ele-
mento sia soggetto a un qualsiasi tipo di
forte deformazione. Per aumentarne la
robustezza e permettere oltre un migliaio
di cicli di schiacciamento-allargamento, i
ricercatori hanno prima “cucito” i fili me-
tallici e i componenti su un foglio di PET
e poi vi hanno versato sopra l’elastomero
liquido in modo tale che una volta solidifi-
cato si potesse sciogliere il PET e ottenere
il circuito “elasticizzato”. Oltre che per la
sensoristica medicale indossabile questa
tecnologia può servire per ingegnerizzare
gli arti robotizzati e i muscoli artificiali per
le protesi a elevate prestazioni di nuova ge-
nerazione.
Fig. 3 – Un’innovativa tecnologia permette di cucire i fili metallici
e i componenti su supporti “elasticizzati” che possono contrarsi
ed espandersi fino a cinque volte le dimensioni originali
Fig. 2 – I “tessuti” composti da sensori di pressione su membrane
di grafene possono rilevare i movimenti muscolari sia interni che
esterni al corpo
