Японская разработка превратит кожу человека в цифровой дисплей

Прогресс действительно не стоит на месте: совсем недавно мир восхищался "умными" часами, а теперь их можно назвать устаревшей технологией благодаря новой разработке японских учёных. Исследователи Токийского Университета разработали ультратонкую, ультрапластичную защитную плёнку для кожи и продемонстрировали её использование в качестве органического светодиодного дисплея, отображающего уровень кислорода в крови или пульс.

Такая технология позволит создать так называемую электронную кожу (которая пригодится не только людям, но и роботам).

Исследователи по всему миру ищут способ интеграции электронных устройств с человеческим телом. Но компоненты носимой электроники должны быть тонкими и гибкими, чтобы свести к минимуму воздействие там, где они прикрепляются к телу человека.

Однако большинство таких устройств, разработанных ранее, имеют миллиметровый масштаб толщины стекла или пластиковых подложек и имеют ограниченную гибкость. В то же время гибкие органические устройства с толщиной в несколько микрометров не являются достаточно стабильными, чтобы функционировать на открытом воздухе (они легко разрушаются).

Исследовательская группа под руководством профессора Такао Сомэя (Takao Someya) и доктора Томоюки Ёкоты (Tomoyuki Yokota) попробовала решить обе эти проблемы. Инженеры разработали высококачественную защитную плёнку толщиной менее двух микрометров, которая позволяет производить ультратонкие, невероятно пластичные, высокопроизводительные носимые электронные дисплеи и другие устройства.

Специалисты создали плёнку из чередующихся слоёв неорганических (оксинитрида кремния) и органических (парилена) материалов. Такая защитная плёнка предотвращает поступление кислорода и паров воды из воздуха, продлевая время жизни девайса от нескольких часов (в предыдущих моделях) до нескольких дней.

Используя новый защитный слой и оксид индия и олова, учёные создали полимерные светоизлучающие диоды (PLED) и органические фотодетекторы (OPD). Они были достаточно тонкими, чтобы прикрепляться к коже, и достаточно гибкими, чтобы деформироваться в ответ на движения тела.

Полимерные светоизлучающие диоды имеют толщину всего три микрометра. При этом они в шесть раз эффективнее, чем предыдущие аналоги ультратонких PLED. Это снижает выделение тепла и потребление энергии, делая их особенно подходящими для медицинских применений. Дисплей в будущем можно будет использовать для лечения людей в больнице (медсестре достаточно будет взглянуть на руку больного) или, например, для улучшения результатов тренировок у спортсменов.

Но Сомэя считает, что устройство можно применять и в других областях, не ограничиваясь медицинскими показаниями. "Рабочий сможет иметь под рукой план строительства здания или электрическую схему, отображённую на своей коже. И ему не нужно будет носить с собой тяжёлые устройства", — говорит разработчик. Супертонкие гибкие девайсы могут в скором времени заменить планшеты и смартфоны, заключает Сомэя.

В настоявший момент учёные продолжают работу над своим детищем: они хотят сделать так, чтобы дисплей мог показывать больше информации.

Результаты разработки нового устройства опубликованы в научном журнале Science Advances.