Dari saat matahari pagi menyinari tirai untuk memeriksa kesihatan anda pada telefon pintar anda, peranti nano boleh pakai pelekat kulit akan merevolusikan penjagaan kesihatan dan rawatan perubatan kami dengan menggabungkan proses nanoteknologi dan semikonduktor. Peranti ini akan menyediakan penjagaan kesihatan yang mudah dan cekap dengan bahan yang fleksibel, penggunaan kuasa yang rendah dan pengesanan dan rawatan penyakit masa nyata.
Matahari pagi menyinari tirai. Anda mengambil telefon pintar anda untuk menyemak masa dan membuka apl "Kesihatan". Saya memeriksa gula darah saya, tekanan darah, nadi, dan memeriksa preskripsi ubat saya. Rutin ini boleh dilakukan berkat kemajuan teknologi terkini. Khususnya, jika peranti nano boleh pakai pelekat kulit dikomersialkan, kami tidak lama lagi akan dapat bangun dengan cara yang lebih mudah dan cekap. Peranti boleh pakai yang boleh menangkap dan menyimpan maklumat biometrik boleh disambungkan ke telefon pintar atau komputer untuk memantau dan mengurus kesihatan anda dalam masa nyata. Kemajuan dalam bidang kejuruteraan membawa teknologi ini daripada filem ke dunia nyata di hadapan mata kita.
Peranti boleh pakai adalah lebih daripada peranti elektronik yang boleh dipakai, ia adalah peranti yang dilekatkan rapat pada badan pengguna dan berkomunikasi dengannya. Penyelidikan mengenai peranti boleh pakai bermula di Amerika Syarikat pada 1960-an, dan apabila perindustrian bermula dengan sungguh-sungguh pada 1990-an, teknologi untuk membangunkan peranti untuk tujuan perubatan berkembang pesat. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat pelbagai cara untuk memakainya. Ini termasuk aksesori, pakaian yang disepadukan, dilekatkan pada kulit, dan diimplan secara biologi. Pada masa ini, tidak banyak daripada mereka telah mencapai peringkat pengkomersilan, tetapi memandangkan aplikasi perubatan mereka, peranti nano boleh pakai yang melekat pada kulit adalah yang paling perlu dikomersialkan. Peranti nano boleh pakai yang dibuat dengan menggabungkan proses nanoteknologi dan semikonduktor boleh dilekatkan pada kulit hanya sebagai pelekat, yang mempunyai kelebihan besar dalam mengumpul dan menggunakan maklumat biometrik, dan mempunyai aplikasi perubatan yang ketara.
Peranti nano boleh pakai pelekat kulit telah dibangunkan untuk beberapa tahun sahaja. Contoh terbaru ialah kajian 2014 yang membangunkan tampalan yang boleh mendiagnosis dan merawat gangguan pergerakan seperti penyakit Parkinson. Penyelidikan ini akan membantu kami memahami cara peranti nano boleh pakai pelekat kulit dibuat dan digunakan. Terdapat empat elemen utama yang diperlukan untuk membangunkan peranti nano boleh pakai pelekat kulit: Bahan yang sesuai untuk melekat pada kulit, penderia untuk mengesan gangguan pergerakan, memori yang berjalan pada kuasa rendah, dan pemanas dan peranti penghantaran ubat untuk terapi.
Pertama, membangunkan bahan fleksibel yang sesuai untuk kulit yang boleh diregangkan adalah bahagian terpenting dalam membangunkan peranti nano pelekat kulit. Walaupun peranti elektronik konvensional menggunakan substrat tegar seperti substrat silikon atau kaca, peranti pelekat kulit menggunakan nanofilem dan nanozarah. Nanozarah adalah zarah yang sangat kecil pada susunan diameter 10-9 meter, dan filem nipis yang diperbuat daripada nanozarah sangat nipis dan ringan. Dengan menyusun litar dalam bentuk spring dan memindahkannya ke tampalan, peranti nano melekat pada kulit dan mengekalkan prestasinya walaupun apabila diregang atau dibengkokkan.
Kedua, sensor diperlukan untuk mengesan gangguan pergerakan. Sensor ini menggunakan nanofilm silikon, yang dibuat menggunakan kaedah atas ke bawah untuk menjadikan bahan yang lebih besar lebih kecil. Nanofilem silikon yang digunakan di sini ialah corak wayar nano yang ringkas, yang menggunakan kaedah atas ke bawah yang biasa digunakan untuk membuat peranti semikonduktor konvensional. Rintangan nanofilm silikon berubah bergantung pada daya luaran yang dikenakan padanya, dan jumlah arus yang mengalir melaluinya adalah berkadar songsang dengan rintangan. Ciri ini boleh digunakan untuk mendiagnosis gangguan pergerakan dengan mengukur pergerakan yang tidak normal.
Ketiga, ingatan tidak meruap diperlukan untuk menyimpan data penyakit yang diukur. Walau bagaimanapun, menggunakan kuasa tinggi dalam tampalan nipis menggunakan nanofilem tidak stabil, jadi memori juga mesti berjalan pada kuasa rendah. Bahagian ini difabrikasi menggunakan nanofilm titanium dioksida yang dibuat menggunakan kaedah atas ke bawah dan nanopartikel emas yang dibuat menggunakan kaedah bawah ke atas. Dalam ingatan, lapisan nanopartikel emas mesti ada di antara kedua-dua elektrod untuk mengekalkan cas. Oleh itu, adalah sangat penting bahawa nanopartikel emas dibentuk dalam nanofilm titanium dioksida untuk menyimpan cas. Apabila peranti berada pada skala nano, ketepatan diperlukan kerana perubahan dalam saiz hanya beberapa nanometer boleh mengubah sifatnya dengan ketara. Kaedah bawah ke atas, berbanding kaedah atas ke bawah yang diterangkan di atas, mencipta bahan nano daripada sebilangan kecil molekul dan mempunyai ketepatan skala atom berbanding dengan teknik atas ke bawah.
Akhir sekali, pemanas elektronik dan peranti penghantaran ubat diperlukan untuk rawatan. Apabila keabnormalan dalam pergerakan otot dikesan oleh sensor, pemanas elektrik dihidupkan untuk meningkatkan suhu. Apabila suhu mencapai suhu tertentu, ubat yang disimpan dalam nanopartikel silika diberikan kepada kulit dalam jumlah yang diperlukan. Saiz kecil dadah dalam nanopartikel membolehkan ia menembusi kulit dan menghilangkan kesakitan suntikan, dan ia adalah penyelesaian yang sangat berguna kerana rawatan tepat pada masanya boleh dilakukan serta-merta selepas sensor mengesan kelainan, tanpa perlu melawat hospital dan menerima diagnosis daripada doktor.
Memandangkan orang moden terdedah kepada pelbagai penyakit dan penyakit dewasa, peranti nano boleh pakai yang melekat pada kulit akan menjadi peranti yang berguna untuk mencegah penyakit dan menguruskan kesihatan dengan hanya melekatkannya pada kulit. Beberapa hari yang lalu, Institut Sains Asas mengumumkan bahawa ia telah membangunkan "tompok glukosa darah" yang boleh mengukur dan mengawal glukosa darah dengan kulit elektronik graphene yang boleh dilekatkan pada kulit. Berikutan pencapaian pada 2014, penyelidikan ini diterbitkan dalam Nature Nanotechnology, jurnal paling berprestij di dunia, dan diiktiraf sebagai teknologi yang akan menyumbang kepada industri elektronik penjagaan kesihatan. Kami tidak sabar-sabar untuk melihat peranti nano boleh pakai inovatif yang akan dihasilkan dengan menggabungkan teknologi nano dan semikonduktor pada masa hadapan.
Masa depan peranti nano boleh pakai tidak terhad. Ia boleh digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk penjagaan kesihatan, sukan, pemulihan dan hiburan. Dalam sukan, pemantauan masa nyata keadaan fizikal atlet boleh membantu mereka memaksimumkan prestasi mereka, manakala dalam pemulihan, pemulihan pesakit boleh dijejaki secara terperinci untuk memberikan rawatan yang lebih berkesan. Dalam hiburan, mereka boleh digabungkan dengan realiti maya (VR) untuk memberikan pengalaman yang lebih mengasyikkan. Seperti yang anda lihat, peranti nano boleh pakai berpotensi untuk memperkayakan kehidupan kita.
Walau bagaimanapun, masih terdapat banyak cabaran yang perlu ditangani sebelum peranti nano boleh pakai boleh dikomersialkan dan dipopularkan. Pertama sekali, adalah penting untuk meningkatkan kestabilan dan ketahanan mereka. Memandangkan peranti akan dilekatkan pada kulit untuk jangka masa yang lama, ia mestilah bebas daripada kerengsaan kulit dan kesan sampingan, dan cukup tahan lama untuk menahan aktiviti harian. Di samping itu, kos pengeluaran perlu dikurangkan untuk menjadikannya mudah diakses oleh lebih ramai orang. Ini memerlukan pembangunan teknik pengeluaran besar-besaran dan pengurangan kos bahan.
Kesimpulannya, peranti nano boleh pakai pelekat kulit akan memainkan peranan penting dalam penjagaan kesihatan dan inovasi perubatan masa hadapan. Teknologi ini, yang boleh memantau dan mengurus maklumat biometrik dalam masa nyata, akan membolehkan pencegahan penyakit, diagnosis awal dan rawatan diperibadikan, meningkatkan kualiti hidup kita dengan ketara. Kemajuan dalam proses nanoteknologi dan semikonduktor menyediakan kami untuk masa depan yang lebih sihat dan selesa.
