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Publicação
Ultrathin electronic tattoos (e-tattoo) for on-skin sensing
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.03 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Wearable devices, specifically noninvasive attached on skin, provide a very versatile mean
of acquiring physiological information about the human body, such as humidity, pH, heartbeat
(electrocardiograms) and temperature, as well as are capable of transdermal stimulation and
therapeutics. A key challenge in wearable devices, consist in a mismatch between the soft,
curvilinear and dynamic skin, and the rigid and fragile silicon wafer-based electronics. Nor-
mally, the interfaces between skin and devices are insecure and can severally limit the func-
tionality of the wearable devices, as well as increase the amount of motion artifacts and signal
to noise ratio. Temporary electronic tattoos (e-tattoos) are an attractive platform for fabricating
skin worn and body compliant wearable devices. These e-tattoos allow wearable sensors to
mimic the structure of the skin, and conform very well when attached, due to its elasticity
properties, while maintaining good sensing performances.
In this project, we explore the versatility and advantages of using different polymeric
membranes, such as polyimides and parylene for the fabrication of temporary e-tattoos with
sensing devices. Additionally, as a proof of concept, we fabricated a wearable and skin confor-
mal e-tattoo for temperature sensing. The produced polyimide with aluminum sensors pre-
sented resistances of 49.5 Ω and 114.4 Ω and TCR values of 0.0017 ºC-1 for both sensors. The
polyimide with gold sensors achieved resistance values of 61.4 Ω and 142.3 Ω with TCR values
of 0.0015 ºC-1 and 0.0017 ºC-1. The parylene with gold sensor presented a resistance of 26.4 Ω
and TCR of 0.0015 ºC-1.
Dispositivos vestíveis, especificamente não-invasivos em contacto com a pele, apresen- tam um método bastante versátil para adquirir informação fisiológica sobre o corpo humano, tal como, humidade, pH, ritmo cardíaco e temperatura, e são também capazes de estimulação e terapia através da pele. Um dos maiores desafios destes dispositivos está na diferença entre a pele, suave e curvilínea, e a eletrónica baseada em bolachas, rígida e frágil. Normalmente, as interfaces entre pele e dispositivo são inseguras e podem limitar seriamente a funcionalidade do dispositivo, bem como podem aumentar os artefactos de movimento e o ratio sinal-ruído. Tatuagens eletrónicas temporárias são uma plataforma atrativa para o fabrico de dis- positivos vestíveis conformáveis à pele. Estas "e-tattoos" permitem ao sensor imitar a estrutura da pele, e conformam-se muito bem quando coladas à pele, devido às suas propriedades elás- ticas, mantendo boas performances sensoriais. Neste projeto, exploramos a versatilidade e vantagens do uso de diferentes membranas poliméricas, nomeadamente poliamida e parileno, para o fabrico de e-tattoos. Adicionalmente, com o uso destas membranas, provámos que é possível fabricar uma tatuagem vestível e con- formal, especificamente para sensor de temperatura. Os sensores de poliamida com aluminio apresentam resistências de 49,5 Ω e 114,4 Ω e valores de TCR de 0,0017 ºC-1 para ambos. OS sensores de poliamida com ouro apresentam resistências de 61,4 e 142,3 Ω com valores de TCR de 0,0015 ºC-1 e 0,0017 ºC-1. O sensor de parileno com ouro apresentou uma resistência de 26,41 Ω e TCR de 0,0015 ºC-1.
Dispositivos vestíveis, especificamente não-invasivos em contacto com a pele, apresen- tam um método bastante versátil para adquirir informação fisiológica sobre o corpo humano, tal como, humidade, pH, ritmo cardíaco e temperatura, e são também capazes de estimulação e terapia através da pele. Um dos maiores desafios destes dispositivos está na diferença entre a pele, suave e curvilínea, e a eletrónica baseada em bolachas, rígida e frágil. Normalmente, as interfaces entre pele e dispositivo são inseguras e podem limitar seriamente a funcionalidade do dispositivo, bem como podem aumentar os artefactos de movimento e o ratio sinal-ruído. Tatuagens eletrónicas temporárias são uma plataforma atrativa para o fabrico de dis- positivos vestíveis conformáveis à pele. Estas "e-tattoos" permitem ao sensor imitar a estrutura da pele, e conformam-se muito bem quando coladas à pele, devido às suas propriedades elás- ticas, mantendo boas performances sensoriais. Neste projeto, exploramos a versatilidade e vantagens do uso de diferentes membranas poliméricas, nomeadamente poliamida e parileno, para o fabrico de e-tattoos. Adicionalmente, com o uso destas membranas, provámos que é possível fabricar uma tatuagem vestível e con- formal, especificamente para sensor de temperatura. Os sensores de poliamida com aluminio apresentam resistências de 49,5 Ω e 114,4 Ω e valores de TCR de 0,0017 ºC-1 para ambos. OS sensores de poliamida com ouro apresentam resistências de 61,4 e 142,3 Ω com valores de TCR de 0,0015 ºC-1 e 0,0017 ºC-1. O sensor de parileno com ouro apresentou uma resistência de 26,41 Ω e TCR de 0,0015 ºC-1.
Descrição
Palavras-chave
temporary e-tattoos polyimide parylene temperature sensors