Nieuwe elektropleister bevat meetapparatuur die als een ultradun filmpje op de huid zit geplakt.
Het lijkt een tatoeage van gouddraad, maar het is in staat om je hartritme of hersenactiviteit te meten. Een onderzoeksteam, onder leiding van de ingenieur John Rogers van de universiteit van Illinois, is erin geslaagd elektronica zo vorm te geven dat het aanvoelt als een tweede huid. Met het elektronische vel meten de onderzoekers allerlei lichaamsfuncties die tot nu toe alleen met ingewikkelde apparatuur in het ziekenhuis of laboratorium konden worden gemeten. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het tijdschrift Science van 12 augustus.
Een plak-tattoeage van gouddraad die hartritme en hersenactiviteit kan meten. Bron: John Rogers, universiteit van Illinois.
Zullen wij ooit een supernova zien aan de nachthemel?
Sterrenkundejournalist Govert Schilling maakt je wegwijs aan het firmament. Wat valt er te zien in november 2024?
Slangstructuur
De huidachtige eigenschappen van het elektronisch circuit zijn het resultaat van de structuur. De benodigde onderdelen, waaronder elektroden, sensoren en stroomtoevoer, zitten verwikkeld in een siliconenweb met een slangachtige structuur, waardoor het geheel elastisch is.
Bovendien is het siliconenweb flinterdun, ongeveer zo dun als een haar. Dat brengt nog twee handige eigenschappen met zich mee. Allereerst is zo’n dunne structuur buigzaam en rimpelt mee met de huid. Daarnaast zorgt de kleine schaal ervoor dat de vanderwaalskracht, de zwakke aantrekkingskracht tussen moleculen, relatief sterk is en de plakker op zijn plaats blijft zitten. Doordat de nieuwe sensoren niet meer aan de huid wordt gelijmd, gebonden of geschroefd, zijn ze prettiger in gebruik.
De slangachtige, flinterdunne structuur maakt de plakker buigzaam en rekbaar. Bron: John Rogers, universiteit van Iliinois.
Thuismetingen
Door het gebruiksgemak en het feit dat de drager niet gebonden is aan de apparatuur in een ziekenhuis of laboratorium, kan de nieuwe meetpleister gebruikt worden bij patiënten in hun eigen omgeving. Mensen die leiden onder een slaapstoornis zijn bijvoorbeeld gebaat bij metingen van hersen- of spieractiviteit terwijl ze in hun eigen bed liggen.
De sticker biedt ook nieuwe mogelijkheden voor de interactie tussen mensen en computers. Zo kon een proefpersoon tijdens het onderzoek met een sensor op zijn keel een computerspel aansturen door commando’s te playbacken. Een computerprogramma analyseerde de spanningen in de keelspieren en kon zo achterhalen wat de proefpersoon bedoelde te zeggen. ‘Dit kan nuttig zijn voor mensen met een aandoening aan het strottenhoofd’, zegt Rogers.
De elektronica-pleister wordt met een pincet verwijderd. Bron: John Rogers, universiteit van Illinois.
Zweet en schilfers
Volgens de onderzoekers moeten er nog twee hindernissen worden genomen voordat de nieuwe huidelektronica de huidige meetapparatuur volledig kan vervangen. Allereerst moet de energievoorziening worden geoptimaliseerd. Rogers: ‘We moeten een manier verzinnen waarop we energie kunnen opslaan in de plakker, bijvoorbeeld in een batterij. Die kunnen we combineren met de siliconen-zonnecellen, die we al hebben getest in het onderzoek.’
Zweet en huidschilfers zijn ook een probleem, omdat ze ervoor zorgen dat de plakker nu nog na gemiddeld 24 uur loslaat. Voor het opsporen van sporadische, maar gevaarlijke onregelmatigheden in het hartritme is het noodzakelijk de activiteit van het hart gedurende enkele weken te meten. Om dat voor elkaar te krijgen moeten eigenschappen in de plakker worden gebouwd die het afgeven van vocht of dode cellen actief tegengaan, concluderen de onderzoekers in hun artikel.
Marieke Buijs
