UNIST 下屬的研究團隊推出了一種超強黏性貼片平台,可以有效地黏附在粗糙的皮膚表面,並在動態身體運動過程中表現出卓越的運動適應性,同時提供無刺激的按需去除。這項技術的關鍵在於受藤壺和犰狳甲殼啟發的表面適應性,其特點是具有平衡剛性和靈活性的棋盤格結構。
該團隊由UNIST機械工程系教授Hoon Eui Jeong和電機工程系教授Jae Joon Kim領導,以及國家生態研究所(NIE)的研究人員,推出了一種高度粘合、可拆卸、和可拉伸皮膚補丁,稱為運動自適應曲面細分補丁。
這項創新技術因其促進穿戴式電子設備商業化的潛力而受到關注,例如醫療保健監測系統和透皮給藥系統。該研究是發表在日記中先進材料。
團隊透過排列形狀記憶聚合物來設計這種附著貼片,這些聚合物模仿藤壺黏附蛋白的特徵和犰狳盔甲的結構。這種創新方法使黏合劑組件能夠調整其剛度,使其能夠適應不平坦的表面,例如自然界中發現的表面。該機制類似於柔軟的黏性蛋白質在硬化之前填充粗糙岩石的輪廓以形成牢固的結合的方式。
形狀記憶聚合物模仿了這個自然原理,使其能夠黏附在皮膚的不規則處,同時透過溫度控制實現輕鬆、無刺激的去除。此外,該機構僅透過調節溫度即可實現多次連接和拆卸。
該設計透過結合犰狳風格的結構進一步增強,該結構提高了靈活性和彈性,以確保貼片在劇烈運動期間保持牢固附著。犰狳的盔甲具有「鑲嵌」結構,其中軟膠原蛋白填充硬骨碎片之間的空間,提供顯著的強度,同時仍允許運動。透過模擬這種結構,研究團隊將彈性聚合物與形狀記憶聚合物結合,最大限度地提高了黏附力。
Jeong 教授表示:“現有的附著在身體上的設備在抵抗運動引起的變形和重複應力方面往往缺乏耐久性,經常導致長時間使用時皮膚刺激和不適。” “透過這項研究,我們開發了一種能夠應對這些挑戰的創新黏合劑技術。”
這些可連接的電子設備不僅在跑步或爬樓梯時保持附著力,而且還能夠測量心率和血壓等生命徵象。
Kim 教授表示:「為了在這些設備中有效嵌入電池和感測器,同時獲取高品質的生物訊號,在劇烈運動期間保持黏附力至關重要。我們的研究旨在克服現有技術因運動限製而限制可用性的限制。我們的目標是利用這些發現來促進技術轉移並創辦一家新創公司。
更多資訊:
Geonjun Choi 等人,用於穿戴式電子產品的具有可切換黏附力的運動自適應棋盤格皮膚貼片,先進材料(2024)。DOI:10.1002/adma.202412271
引文:
超貼片可以適應不同的運動,增強皮膚相互作用(2024 年,11 月 29 日)