تحت الضغط: اختراق مادة جديدة يحل مشكلة أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء

يقول أندرو: 'تخيل ملابس مريحة تراقب حركات جسمك وعلاماتك الحيوية بشكل مستمر، على مدى فترات طويلة من الزمن'. 'مثل هذه الملابس من شأنها أن تمنح الأطباء تفاصيل دقيقة للكشف عن المرض أو المشكلات الفسيولوجية عن بعد'. إحدى طرق الحصول على هذه المعلومات هي باستخدام أجهزة استشعار كهروميكانيكية صغيرة تعمل على تحويل حركات الجسم - مثل النبض الخافت الذي يمكن أن تشعر به عندما ضع يدك على صدرك - في الإشارات الكهربائية. ولكن ماذا يحدث عندما تتلقى عناقًا أو تأخذ قيلولة على بطنك؟ ويتابع أندرو قائلاً: 'يؤدي هذا الضغط المتزايد إلى إرهاق المستشعر، مما يؤدي إلى انقطاع تدفق البيانات، وبالتالي يصبح المستشعر عديم الفائدة لمراقبة الظواهر الطبيعية'.

ولحل هذه المشكلة، قام الفريق بتطوير جهاز استشعار يستمر في العمل حتى عند العناق، أو الجلوس، أو الاتكاء عليه، أو الضغط عليه بأي شكل من الأشكال بسبب التفاعلات اليومية. السر الذي تم تفصيله في المجلةتقنيات المواد المتقدمة، تكمن في أقمشة الملابس المطبوعة بالبخار باستخدام مواد بيزويونية مثل PEDOT-Cl (بولي مخدر (3،4-إيثيلين ديوكسي ثيوفين-كلوريد). بهذه الطريقة، حتى أصغر حركة للجسم، مثل نبضات القلب، تؤدي إلى إعادة توزيع أيونات في جميع أنحاء المستشعر، وبعبارة أخرى، يحول النسيج الحركة الميكانيكية للجسم إلى إشارة كهربائية، والتي يمكن بعد ذلك مراقبتها.

تقول زهرة هومايونفار، المؤلفة الرئيسية للدراسة وطالبة دراسات عليا في جامعة ماساتشوستس أمهرست: 'هذا هو أول جهاز استشعار قائم على القماش يسمح بمراقبة المجموعات السكانية المستهدفة الحساسة في الوقت الحقيقي، بدءًا من العمال الذين يعملون في البيئات الصناعية المجهدة، إلى الأطفال و مرضى إعادة التأهيل.'

ومن المزايا الخاصة أن هذا المستشعر المصنوع بالكامل من القماش يمكن ارتداؤه في ملابس مريحة وفضفاضة بدلاً من دمجه في الأقمشة الضيقة أو لصقه مباشرة على الجلد. وهذا يجعل من الأسهل بكثير على أجهزة الاستشعار جمع البيانات طويلة المدى، مثل نبضات القلب، والتنفس، وحركة المفاصل، والنطق، وعدد الخطوات، وقوة القبضة - وهو مؤشر صحي مهم يمكن أن يساعد الأطباء على تتبع كل شيء من كثافة العظام إلى الاكتئاب.

ستستخدم أندرو ومجموعتها بعد ذلك مجموعة من أجهزة استشعار الضغط ضمن سيناريوهات إضافية لتحديد الأنواع الأخرى من الإشارات الفسيولوجية التي يمكن استخلاصها، وبأي دقة.