«Газопроницаемость – большой шаг вперед по сравнению с более ранней растягиваемой электроникой», – говорит Юн Чжу, соавтор статьи о работе и профессор механической и аэрокосмической инженерии в Университете штата Северная Каролина. "Но метод, который мы использовали для создания материала, также важен, потому что это простой процесс, который легко масштабировать."
В частности, исследователи использовали метод, называемый методом фигуры дыхания, для создания растягивающейся полимерной пленки с равномерным распределением отверстий. Пленка покрывается путем погружения в раствор, содержащий серебряные нанопроволоки.

Затем исследователи подвергают материал термическому прессованию, чтобы закрепить нанопроволоки на месте.
«Полученная пленка демонстрирует отличное сочетание электропроводности, оптического пропускания и проницаемости для водяного пара», – говорит Чжу. «А поскольку серебряные нанопроволоки встроены чуть ниже поверхности полимера, материал также демонстрирует превосходную стабильность в присутствии пота и после длительного ношения."
«Конечный результат получился чрезвычайно тонким – всего несколько микрометров», – говорит Шаньшань Яо, соавтор статьи и бывший научный сотрудник в штате Северная Каролина, который сейчас преподает в Университете Стоуни-Брук. "Это обеспечивает лучший контакт с кожей, обеспечивая лучшее соотношение сигнал / шум для электроники.
«Газопроницаемость носимой электроники важна не только для комфорта», – говорит Яо. "Если носимое устройство не пропускает газ, оно также может вызвать раздражение кожи."
Чтобы продемонстрировать потенциал материала для использования в носимой электронике, исследователи разработали и протестировали прототипы для двух типичных приложений.

Первый прототип состоял из устанавливаемых на кожу сухих электродов для использования в качестве электрофизиологических датчиков. У них есть множество потенциальных применений, таких как измерение сигналов электрокардиографии (ЭКГ) и электромиографии (ЭМГ).

«Эти датчики могли регистрировать сигналы с превосходным качеством, наравне с имеющимися в продаже электродами», – говорит Чжу.
Второй прототип продемонстрировал сенсорное распознавание прикосновения, интегрированное в текстиль, для человеко-машинного интерфейса.

Авторы использовали пригодный для носки текстильный рукав, интегрированный с пористыми электродами, чтобы играть в компьютерные игры, такие как тетрис.
«Если мы хотим разработать носимые датчики или пользовательские интерфейсы, которые можно носить в течение значительного периода времени, нам нужны газопроницаемые электронные материалы», – говорит Чжу. "Так что это значительный шаг вперед."