Το Εθνικό Εργαστήριο Argonne του DOE συνεργάστηκε με τη Σχολή Μοριακής Μηχανικής Pritzker του Πανεπιστημίου του Σικάγο για την αντιμετώπιση δύο προκλήσεων που σχετίζονται με την ανάπτυξη ελαστικών συσκευών για την παρακολούθηση μετρήσεων υγείας.
Αρχικά οι εν λόγω συσκευές πρέπει να συλλέγουν και να επεξεργάζονται περισσότερα δεδομένα από τα σημερινά έξυπνα ρολόγια, ενώ τα ηλεκτρονικά στο εσωτερικό πρέπει να είναι αρκετά μικρά και ενεργειακά αποδοτικά ώστε να χωράνε σε ένα λεπτό wearable. Οι ερευνητές αντιμετώπισαν την πρόκληση με τη χρήση “νευρομορφικού computing”, μιας τεχνολογίας τεχνητής νοημοσύνης που μιμείται τη λειτουργία του εγκεφάλου. Η προσέγγιση λειτουργεί σε ελαστικά υλικά και έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Η δεύτερη πρόκληση αφορά την ενσωμάτωση ηλεκτρονικών σε ένα ελαστικό υλικό που μοιάζει με δέρμα. Συνήθως, οι ημιαγωγοί είναι άκαμπτα τσιπ πυριτίου που δεν μπορούν να παραμορφωθούν και να συνεχίσουν να λειτουργούν, γεγονός που τα καθιστά ακατάλληλα για χρήση σε συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για να τεντώνονται.
Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, η ομάδα συνδύασε ένα λεπτό φιλμ ενός πλαστικού ημιαγωγού με ελαστικά ηλεκτρόδια νανοσυρμάτων χρυσού. Τα ηλεκτρονικά που προέκυψαν λειτούργησαν όπως είχε σχεδιαστεί, χωρίς τη δημιουργία ρωγμών, όταν τεντώθηκαν στο διπλάσιο του κανονικού τους μεγέθους.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνολογία δέσμης ακτίνων Χ στην εγκατάσταση Advanced Photon Source (APS) της Argonne για να δείξουν πώς αναδιοργανώνονται τα μόρια μετά την τέντωμα της συσκευής. Μια προγραμματισμένη αναβάθμιση της εγκατάστασης θα μπορούσε να δώσει περαιτέρω πληροφορίες για το hardware, δήλωσαν οι ερευνητές.
«Ανυπομονούμε να μελετήσουμε το υλικό της συσκευής υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, αλληλεπιδρώντας με φορτισμένα σωματίδια και το μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό δυναμικό στο περιβάλλον της. Αντί για ένα στιγμιότυπο, θα έχουμε περισσότερο μια ταινία της δομικής απόκρισης του υλικού σε μοριακό επίπεδο», ανέφερε ο Joe Strzalka, φυσικός του Argonne, σε δήλωσή του στην επίσημη ιστοσελίδα του οργανισμού.
Τα τωρινά wearables έχουν πραγματοποιήσει άλματα στην υποστήριξη μετρήσεων διαφορετικών αθλητικών δραστηριοτήτων, με τις μετρήσεις τους να μην είναι πάντα ακριβείς. Η τεχνολογία αυτή πάνω στην οποία εργάζονται οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne, θέλουν να βάλουν ένα τέλος σε όλο αυτό.
