Forskare vid AMBER, SFI Center for Advanced Materials and Bioengineering Research, och från Trinity's School of Physics, har utvecklat nästa generation, grafenbaserad avkänningsteknik med deras innovativa G-Putty-material.

Teamets tryckta sensorer är 50 gånger känsligare än branschstandarden och överträffar andra jämförbara nanoaktiverade sensorer i ett viktigt mått som ses som en spelväxlare i branschen:flexibilitet.

Maximering av känslighet och flexibilitet utan att minska prestandan gör teamens teknologi till en idealisk kandidat för de framväxande områdena av bärbar elektronik och medicinsk diagnostik.

Teamet – ledd av professor Jonathan Coleman från Trinity's School of Physics, en av världens ledande nanoforskare – visade att de kan producera en låg kostnad, tryckt, grafen nanokomposit töjningssensor.

Genom att skapa och testa bläck med olika viskositet (rinnighet) fann teamet att de kunde skräddarsy G-Putty-bläck efter tryckteknik och tillämpning.

De publicerade sina resultat i tidskriften Små .

I medicinska miljöer, töjningssensorer är ett mycket värdefullt diagnostiskt verktyg som används för att mäta förändringar i mekanisk belastning såsom pulsfrekvens, eller förändringarna i en strokeoffers förmåga att svälja. En töjningssensor fungerar genom att detektera denna mekaniska förändring och omvandla den till en proportionell elektrisk signal, fungerar därigenom som mekanisk-elektrisk omvandlare.

Även om töjningssensorer för närvarande finns tillgängliga på marknaden är de mestadels tillverkade av metallfolie som innebär begränsningar när det gäller bärbarhet, mångsidighet, och känslighet.

Professor Coleman sa:

"Mitt team och jag har tidigare skapat nanokompositer av grafen med polymerer som de som finns i gummiband och fånigt spackel. Vi har nu gjort G-spackel, vårt mycket formbara grafenblandade fåniga spackel, till en bläckblandning som har utmärkta mekaniska och elektriska egenskaper. Våra bläck har fördelen att de kan förvandlas till en fungerande enhet med industriella tryckmetoder, från screentryck, till aerosol och mekanisk avsättning.

"En ytterligare fördel med vårt mycket låga kostnadssystem är att vi kan kontrollera en mängd olika parametrar under tillverkningsprocessen, vilket ger oss möjligheten att justera känsligheten hos vårt material för specifika applikationer som kräver detektering av riktigt små påfrestningar."

Aktuella marknadstrender på den globala marknaden för medicintekniska produkter indikerar att denna forskning är väl placerad i övergången till personlig, avstämbar, bärbara sensorer som enkelt kan integreras i kläder eller bäras på huden.

År 2020 värderades marknaden för bärbara medicintekniska produkter till 16 miljarder USD med förväntningar på betydande tillväxt, särskilt inom fjärrövervakningsutrustning för patienter och ett ökande fokus på fitness- och livsstilsövervakning.

Teamet är ambitiöst när det gäller att översätta det vetenskapliga arbetet till produkt. Dr Daniel O'Driscoll, Trinity's School of Physics, Lagt till:

"Utvecklingen av dessa sensorer representerar ett stort steg framåt för området för bärbara diagnostiska enheter - enheter som kan skrivas ut i anpassade mönster och bekvämt monteras på en patients hud för att övervaka en rad olika biologiska processer.

"Vi undersöker för närvarande applikationer för att övervaka andning och puls i realtid, ledrörelser och gång, och tidig förlossning under graviditeten. Eftersom våra sensorer kombinerar hög känslighet, stabilitet och ett stort avkänningsområde med möjlighet att skriva ut skräddarsydda mönster på flexibla, bärbara underlag, vi kan skräddarsy sensorn till applikationen. Metoderna som används för att producera dessa enheter är låga och lätta skalbara - väsentliga kriterier för att producera en diagnostisk enhet för storskalig användning."