Το ηλεκτρονικό τατουάζ γραφένιου που ελέγχει την αρτηριακή πίεση

Συνδυάζοντας γραφένιο, βασικές αρχές της ηλεκτρονικής επιστήμης και μηχανική μάθηση, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τέξας επινοήσαν μία φορητή συσκευή για τη συνεχή μέτρηση της αρτηριακής πίεσης.

Ακόμα και αν δεν είστε φίλος του είδους, ή απλά «φοβάστε τη βελόνα», ένας νέος τύπος τατουάζ που επινόησαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τέξας θα σας ενθουσιάσει.

Πρόκειται για ένα προσωρινό τατουάζ από γραφένιο το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί στο δέρμα με νερό. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα τυπικά τατουάζ μιας χρήσης, που περιλαμβάνουν χρώματα και εικόνες, τα τατουάζ με βάση το γραφένιο είναι σχεδόν διαφανή, προσφέροντας στον χρήστη τις μοναδικές ηλεκτρονικές ιδιότητες του εν λόγω υλικού.

Χάρη σε αυτές τις ιδιότητες, τα τατουάζ γραφενίου λειτουργούν σαν φορητές ηλεκτρονικές συσκευές. Ήδη ερευνάται η αξιοποίησή τους για τη διενέργεια βιομετρικών πράξεων, όπως η παρακολούθηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου, της καρδιάς και των μυών. Στο μέλλον, εκτιμάται ότι θα επιτρέπουν στους χρήστες ακόμα και να αλληλοεπιδρούν άμεσα με μηχανές.

Νέα προσέγγιση στη μέτρηση της αρτηριακής πίεσης

Ας ξεκινήσουμε από το παρόν και τη μέτρηση της αρτηριακής πίεσης: Πρόκειται για έναν από τους σημαντικότερους δείκτες υγείας της καρδιάς, ωστόσο, η συνεχής παρακολούθησή της δεν είναι πάντα εφικτή.

Ο τρόπος μέτρησης της αρτηριακής πίεσης δεν έχει αλλάξει ιδιαίτερα από την εφεύρεση του πιεσόμετρου στα τέλη του 19^ου αιώνα. Οι άνθρωποι μπορούν να πλέον να χρησιμοποιούν αναβαθμισμένες συσκευές προκειμένου να πραγματοποιούν μόνοι τους μετρήσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας, εντούτοις, δεν παρέχουν πλήρη εικόνα της καρδιαγγειακής υγείας τους.

Από την άλλη, τα έξυπνα ρολόγια, αποτελούν μια πιο καινοτόμα λύση. Ωστόσο, δεν μπορούν να παρέχουν σταθερά και πάντα ακριβή αποτελέσματα, διότι γλιστρούν στον καρπό και μπορεί να βρίσκονται μακριά από τις αρτηρίες.

Στο πλαίσιο αυτό, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τέξας, επινόησαν, κατασκεύασαν και δοκίμασαν σε μία περιορισμένη ομάδα συμμετεχόντων, μια προσέγγιση που επιτρέπει τη συνεχή μη επεμβατική παρακολούθηση: Το τατουάζ γραφενίου. Η εν λόγω λύση, παρέχει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για την αρτηριακή πίεση του ατόμου από το μεμονωμένο στιγμιότυπο που προσφέρει η προσέγγιση του πιεσόμετρου. Από την άλλη, η ακριβής τοποθέτησή του στο σώμα, εγγυάται και την ακρίβεια των δεδομένων που καταγράφει.

Γιατί γραφένιο

Το γραφένιο είναι ένα «μαγικό» δισδιάστατο υλικό: δεκάδες φορές ισχυρότερο από ατσάλι και χιλιάδες φορές λεπτότερο από μια τρίχα, ανθεκτικότατο και σχεδόν αόρατο. Επιπρόσθετα, θεωρείται ένα σούπερ υλικό επειδή μπορεί εύκολα να τεντωθεί και να αλλάξει μήκος παρά την σκληρότητά του, ενώ σε θερμοκρασία δωματίου λειτουργεί ως αγωγός ηλεκτρισμού πιο γρήγορα από οποιαδήποτε άλλη γνωστή ουσία.

Το γραφένιο είναι επίσης βιοσυμβατό, καθιστώντας το ιδανικό για βιοϊατρικές χρήσεις — όπως φορητές οθόνες. Διαβάστε περισσότερα για το γραφένιο και τις χρήσεις του στο άρθρο «Γραφένιο: Πως δημιουργήθηκε το πρώτο αγώγιμο ρούχο στον κόσμο».

Το ηλεκτρονικό τατουάζ με βάση το γραφένιο μπορεί να φορεθεί άνετα στον καρπό για ώρες και να προσφέρει συνεχείς, ακριβείς μετρήσεις της αρτηριακής πίεσης, σε κάθε είδους καταστάσεις, όπως παραδείγματος χάρη υψηλού στρες, ύπνου ή άσκησης.

Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται με την έγχυση εναλλασσόμενου ρεύματος στο δέρμα και την ανάλυση της σχετικής απόκρισης του σώματος. Ειδικότερα, το τατουάζ αποτελείται από δώδεκα, σχεδόν αόρατες, λωρίδες γραφενίου τοποθετημένες σε δύο σειρές κατά μήκος των δύο κύριων αρτηριών στο εσωτερικό του χεριού. Οι εξωτερικές λωρίδες στέλνουν μικρά ηλεκτρικά σήματα βαθιά στον βραχίονα, ενώ στη συνέχεια οι εσωτερικές ανιχνεύουν την απόκριση και πώς αλλάζει. Με τη βοήθεια ενός αλγόριθμου, τα δεδομένα αυτά μεταφράζονται σε μετρήσεις της ροής του αίματος.

Προς το παρόν, το κόστος του γραφενίου είναι ιδιαίτερα υψηλό, κάνοντας τη μαζική παραγωγή των σχετικών τατουάζ απαγορευτική. Ωστόσο, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι καθώς το κόστος παραγωγής γραφενίου βαίνει μειούμενο, τα εν λόγω τατουάζ θα γίνουν σύντομα προσιτά για ιατρική χρήση από ευρύτερους πληθυσμούς.