รอยสักอิเล็กทรอนิคส์: Gadget ชิ้นใหม่สุดไฮเทค

รอยสักอิเล็กทรอนิคส์
รอยสักอิเล็กทรอนิคส์: วงจรไฟฟ้าที่ติดกับผิวหนังได้เช่นเดียวกับรอยสัก

เจมส์ บอนด์ อาจจะมีนาฬิกาที่ยิงเลเซอร์ได้ หรืออาจจะมีโทรศัพท์ในคราบของไฟแช็ค แต่ว่าเขาก็ไม่เคยมี gadget ทีเป็นรอยสักเลย แต่ว่าตอนนี้ เราจะต้องขอบคุณนักวิจัย ที่สามารถพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคที่บางมากๆ โดยมันสามารถที่จะแปะไว้บนผิวหนังคล้ายๆ กับรอยสักชั่วคราวได้ ซึ่งรอยสักอิเล็กทรอนิคส์นี้ ได้ทำทางไปสู่การติดตั้งเซ็นเซอร์ สำหรับติดตามการทำงานของสมองหรือหัวใจ โดยไม่ต้องอาศัยเครื่องมืออะไรเพิ่มเติมเลย หรือบางทีอาจจะให้มันทำงานได้โดยอาศัยคำสั่งเสียง หรือการเคลื่อนไหวของร่างกาย เป็นต้น

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ที่ยืดและโค้งงอได้แบบนี้ เดิมทีเคยมีคนคิดค้นไว้หลายปีมาแล้ว โดยที่วิธีการหนึ่งก็คือ การพิมพ์วงจรไฟฟ้าไปบนวัสดุที่ยืดหยุ่นได้ เช่นเดียวกับการใช้ปากกาวาดรูปไปบนแผ่นกระดาษ หรืออีกวิธีการหนึ่งก็คือ การทำให้วงจรไฟฟ้ามันสามารถยืดหยุ่นได้เอง โดยเมื่อปี 2008 วิศวกรจากมหาวิทยาลัยโตเกียว สามารถผลิตสารนำไฟฟ้า ที่รูปร่างคล้ายๆ กับ แห โดยสร้างจาก carbon nanotubes และยาง โดยตัวมันเอง สามารถยืดออกได้มากว่าสามเท่าของความยาวปกติ

แต่ว่าปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือ มันไม่มีอุปกรณ์ชิ้นใดเลยที่ยืดหยุ่นได้ และโค้งงอ (เหี่ยวย่น) ได้ เท่ากับกับผิวหนังของมนุษย์เลย จอห์น โรเจอร์ นักวิทยาศาสตร์วัสดุ แห่งมหาวิทยาลัยอิลินอยส์ กล่าวว่า นี่เป็นเรื่องที่ฟังดูหดหู่มาก เพราะว่านักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายต่างก็พยายามเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ ไปไว้บนผิวหนังให้ได้ จากเซ็นเซอร์ทางการแพทย์ ไปจนถึง เครื่องเล่นเพลงหรือโทรศัพท์มือถือ ที่ใส่ไว้บนแขนได้

แต่ว่าตอนนี้ โรเจอร์ และคณะ สามารถผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิค ที่มีความสามารถเท่ากับคุณสมบัติทางกายภาพของผิวหนัง โดยที่คุณสามารถที่จะแปะมันไว้บนผิวหนังแล้วก็เอาน้ำมาลูบ เหมือนกับการติดรอยสักชั่วคราว แล้วมันก็จะติดกับผิวหนังเหมือนกับรอยสักชั่วคราว

“ผิวหนังเป็นหนึ่งอวัยวะที่ใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ได้” โรเจอร์ กล่าว “และมันเป็นอวัยวะมีพื้นที่ที่มากที่สุดของร่างกายและมีหน้าหลักก็คือ การรับความรู้สึกจากภายนอก”

เทคโนโลยีชิ้นใหม่นี้มีก้าวหน้ามากในหลายๆ ด้าน หนึ่งในนั้นก็คือ ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าที่ทำงานได้ อาทิ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด หรือแม้กระทั่งพวกสารกึ่งตัวนำต่างๆ ซึ่งกลุ่มของโรเจอร์ได้ทำให้ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าทั้งหมดนี้ เล็กและบางมาก จนมีขนาดเท่ากับตุ่มหรือรอยย่นที่เล็กที่สุดบนผิวหนังของเรา และอีกอย่างหนึ่งก็คือ วัสดุที่นำวงจรมาเรียงกัน ซึ่งก็คือแผ่นยางบางๆ ที่เรียกว่า “elastomer” โดยมันเลียนแบบความยืดหยุ่น และความบางมาจากผิวหนังของมนุษย์ เช่นเดียวกับแผ่นพลาสติกที่ใช้ห่ออาหาร elastomer สามารถติดอยู่กับผิวหนังได้ด้วยแรงระยะสั้น ที่อ่อนมาก ซึ่งมันทำให้ติดกับผิวหนังอยู่ได้ประมาณ 24 ชั่วโมง

ส่วนผสมอย่างที่สามก็คือ การเรียงตัวของวงจรไฟฟ้า ถ้าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ถูกวางไว้ใกล้กันและต่อสายไฟระหว่างมัน มันจะทำให้วงจรแข็งเกินไฟ และเป็นเหตุให้มันฉีกขาดในที่สุด ดังนั้น ทีมของโรเจอร์ ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อคำนวณความเค้น และความเครียด ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการออกแบบวงจรที่แตกต่างกัน และเลืือกใช้เฉพาะวงจรที่มีความยืดหยุ่นสูงที่สุดเท่านั้น

และในหนึ่งการทดลองของเขาก็คือ เขาได้เอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์แบบนี้ที่มีขนาดเท่ากับสแตมป์ ติดเข้าไปที่หน้าอก เพื่อจับสัญญาณไฟฟ้าจากหัวใจ โดยอุปกรณ์ของเขา สามารถจับสัญญาณคลื่นไฟฟ้าของหัวใจได้ เทียบเท่ากับเครื่อง electrocardiogram ที่ใช้กันปกติในโรงพยาบาลเลย และอุปกรณ์ของเขาไม่จำเป็นต้องใช้เจลหรือติดเทปอะไรมากมายอย่างเช่นอุปกรณ์ที่ใช้กันอยู่ในโรงพยายาบเลย

Siegfried Bauer นักฟิสิกส์ แห่งมหาวิทยาลัย Johannes Kepler เห็นด้วยกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ชนิดที่ใช้แปะกับผิวหนังแบบนี้ ว่ามันจะมีความสำคัญมากในการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ แต่อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีชิ้นนี้ ก็ต้องทดสอบในอีกหลายสภาวะ จากผิวหนังแห้ง จนถืงผิวหนังที่อาบไปด้วยเหงื่อ “วงจรไฟฟ้าแบบนี้จะต้องยอมให้เหงื่อไหลผ่าน และระเหยได้” เขากล่าว

โรเจอร์และกลุ่มของเขาก็ยังแสดงให้เห็นเพิ่มเติมอีกว่า เขาสามารถที่จะเพ่ิมลักษณะพิเศษๆ เข้าไปในวงจรได้อีก อาทิ เซลล์สุริยะ ที่จะให้พลังงานกับวงจรไฟฟ้าได้ถึงหนึ่งวัน และในขณะเดียวกัน สัญญาณที่อุปกรณ์ชิ้นนี้ปล่อยออกมา ก็สามารถที่จะส่งไปยังสถานีรับสัญญาณได้แบบไร้สาย หรือเสาอากาศ โดยในระยะยาว เขามองไปถึงการพัฒนาวงจรไฟฟ้าเพื่อที่จะตรวจจับสัญญาณทางเคมีต่างๆ ของร่างกาย อาทิ การเคลื่อนที่ของเอ็นไซม์ หรือแอนติบอดี เพื่อที่จะจับเส้นทางการเกิดโรคในร่างกาย “ซึ่งในที่สุดแล้ว เราคิดว่าความพยายามของพวกเรามันจะทำให้ขอบเขตของ อิเล็กทรอนิคส์ กับ ชีววิทยา มันจางหายไปในที่สุด” เขากล่าว

ที่มา: http://news.sciencemag.org/2011/08/electronic-skin-grafts-gadgets-body

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *