I nuovi dispositivi high-tech indossabili: Tecnologia sulla nostra pelle

Nel corso degli ultimi anni, i componenti elettronici sono stati sempre più miniaturizzati, portando a un crollo dei costi di produzione e all’utilizzo di materiali altamente duttili, che hanno permesso di integrare questi dispositivi indossabili in molti oggetti che utilizziamo quotidianamente.

Tra questi troviamo scarpe, indumenti, gioielli e, recentemente, anche la nostra pelle.


Tatuaggi del futuro: Sensori per monitorare i parametri vitali


Un team di ricercatori della Pennsylvania State University ha progettato una serie di sensori indossabili che possono essere stampati direttamente sulla pelle, dei tatuaggi high-tech in grado di monitorare i parametri vitali di chi li indossa e di avvisarli in caso qualcosa non vada. Non monitorerebbero solo la temperatura corporea, l’ossigenazione sanguigna e la performance cardiaca, ma potrebbero anche rilevare sintomi del Coronavirus.

Il monitoraggio della salute è quindi in continua evoluzione, come dimostrato da Neuralink, la nuova sfida di Elon Musk. Si tratta di un chip per curare malattie neurologiche, di cui abbiamo parlato nel nostro editoriale del 16 ottobre 2020.


Lo studio, pubblicato su ACS Applied Materials & Interfaces, mostra che questa tecnologia non richiede alte temperature per “fondere” il sensore con la pelle, distanziandosi dal processo di sintetizzazione attraverso il quale dovevano passare i sensori fino ad oggi prima di essere applicati su un materiale. Le nanoparticelle d’argento del sensore venivano inizialmente unite tra loro a circa 300°C, una temperatura che impediva la realizzazione di questo processo sulla pelle. Come affermato dal capo dello studio Huanyu Cheng, il team ha inserito uno strato ausiliario di nanoparticelle, nel tentativo di non danneggiare la pelle facendo sintetizzare il materiale ad una temperatura inferiore. Questo tentativo, tuttavia, non è andato a buon fine, dal momento che le nanoparticelle sintetizzavano ad una temperatura di 100°C, ancora troppo elevata per non bruciare la pelle.


La svolta è arrivata grazie all’apporto dell'alcool polivinilico, utilizzato nelle maschere cosmetiche per il viso, e il carbonato di calcio, contenuto nei gusci delle uova, che hanno permesso la creazione di un ulteriore strato, in grado di far stampare il sensore a temperatura ambiente direttamente sulla pelle. Per asciugare l’acqua utilizzata come solvente nell’inchiostro basta utilizzare un semplice phon ad aria fredda. Per rimuovere il sensore basta semplicemente una doccia calda. Questo nuovo tatuaggio high-tech è riciclabile e la sua rimozione non danneggia né la pelle né tantomeno il sensore stesso.


La pelle tecnologica: Display indossabile per il controllo dei valori


Questo tipo di sensore, tuttavia, non è il solo: in Giappone, il docente dell’Università di Tokyo Takao Someya ha realizzato un sottilissimo strato di materiale sintetico elastico e deformabile, con un display incorporato in grado di mostrare, ad esempio, il grafico del battito cardiaco e altri parametri raccolti da sensori collegati al corpo del paziente.


Composto dallo schermo, dai nano sensori e dal modulo di comunicazione, questo sistema offre diversi vantaggi se messo a confronto con i metodi convenzionali di controllo dei parametri clinici. Questa “pelle tecnologica” può essere indossata anche per sette giorni di seguito senza essere invasiva e senza controindicazioni, è estremamente flessibile e permette di indossare ogni tipo di movimento senza limitazioni. Il dispositivo, il cui schermo è estremamente resistente, è particolarmente indicato per coloro, come bambini, anziani e disabili, che hanno bisogno di tenere sotto controllo specifici valori ma che riscontrano alcune difficoltà con i comuni strumenti diagnostici.


Il cerotto smart: Una rivoluzione per i diabetici?


I prodotti “smart” da applicare alla nostra pelle non finiscono qui: è stato messo a punto un cerotto in grado di misurare la glicemia e rilasciare insulina in caso di bisogno, un prodotto che potrebbe rivoluzionare la vita di milioni di diabetici in tutto il mondo.

Il cerotto, ideato da un gruppo di ricercatori americani, è un quadratino delle dimensioni di una moneta da cinque centesimi. È equipaggiato con sensori le cui vescicole sono in grado di misurare il glucosio nel sangue e sono “carichi” di insulina, da rilasciare in caso di bisogno. Al suo interno sono inseriti circa un centinaio di microaghi dello spessore delle ciglia. Lo scopo finale del cerotto, realizzato in acido ialuronico, che compone molti prodotti cosmetici, è quello di essere cambiato ogni tre o quattro giorni.


Robot che percepiscono il dolore?


L’utilizzo del corpo umano nello sviluppo tecnologico non si ferma soltanto a micro dispositivi indossabili. Johannes Kuehn e Sami Haddahin della Leibniz University di Hannover stanno sviluppando un sistema nervoso in grado di permettere ai robot di percepire il dolore.


I vantaggi di questo progetto sono diversi. In primo luogo, i robot, percependo il dolore, potrebbero evitare potenziali danni ai motori. In secondo luogo, potrebbe tutelare anche gli esseri umani che lavorano al fianco dei robot, dal momento che non percepire un pericolo potrebbe mettere a rischio i lavoratori umani.


Articolo di Chiara Pozzoli