Американские ученые изготовили мягкий электропроводящий материал из муки, воды, соли, винного камня и растительного масла и протестировали, как он измеряет показатели человеческого тела. Оказалось, что он эффективно фиксирует электроэнцефалограмму, электрокардиограмму и другие показатели. Материал обладает проводимостью на уровне электродов, имеющихся в продаже, однако дешевле в 25–100 раз и может многократно менять форму. В будущем мягкие электроды могут стать основой для гибких и экономичных биометрических датчиков. Исследование опубликовано в журнале Device.
Современные высокоэффективные электропроводящие материалы изготавливаются из углеродных нанотрубок, графена, серебряных нанопроволок и органических полимеров. Несмотря на хорошее качество, эти материалы могут быть слишком дорогими, сложными в обращении или хрупкими.
Американские ученые представили аналог сложнодоступных материалов: пластилин из муки, воды, соли, винного камня и растительного масла. Именно соль сделала пластилин электропроводящим. Исследователи протестировали, как материал может измерять биоэлектрические показатели человеческого тела, и обнаружили, что он эффективно фиксирует электрофизиологические показатели: электроэнцефалограмму для измерения активности мозга, электрокардиограмму для регистрации сердечного ритма, электроокулограмму для отслеживания движения глаз и электромиографию для измерения мышечных сокращений. Затем команда сравнила работу мягкого материала с уже имеющимися в продаже.
Импеданс — это показатель, который описывает качество проводимости между двумя материалами. «Чем ниже импеданс между электродом и тканью, тем лучше проводимость между ними и тем лучше способность измерять эти биоэлектрические потенциалы», — объяснил Дмитрий Киреев, старший автор исследования из Массачусетского университета в Амхерсте.
Тестирование показало, что импеданс мягкого материала не уступит показателю электродов, имеющихся в продаже: он был на одном уровне с импедансом первого гелевого электрода и в два раза ниже, чем у второго электрода. Ученые выделили несколько преимуществ «пластилинового» материала. Во-первых, даже при использовании готовых ингредиентов стоимость одного такого электрода в 25–100 раз ниже, чем обычного. Во-вторых, материал эластичен — его можно многократно переделывать, придавать форму в соответствии с изгибами человеческого тела, использовать повторно и соединять заново, если развалится. В будущем мягкие электроды могут стать основой для новых экономичных биометрических датчиков.
