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Jun 29, 2023

Forscher haben ein Graphen entworfen

Forscher haben ein temporäres Tattoo aus Graphen entworfen, das sein kann

Forscher haben ein temporäres Tattoo aus Graphen entworfen, das mit Wasser auf die Haut aufgetragen werden kann. Aber im Gegensatz zu einem herkömmlichen temporären Tattoo mit Bildern und Farben sind diese auf Graphen basierenden Tattoos nahezu transparent und verleihen dem Träger die einzigartigen elektronischen Eigenschaften von Graphen. Dank dieser Eigenschaften funktionieren die Graphen-Tattoos wie tragbare elektronische Geräte und ermöglichen biometrische Anwendungen, beispielsweise die Überwachung der elektrischen Aktivität von Gehirn, Herz und Muskeln. Die Tätowierungen würden dem Träger sogar die direkte Interaktion mit Maschinen ermöglichen. Diese Tattoos sind für etwa zwei Tage oder länger voll funktionsfähig, können aber einfach mit einem Stück Klebeband entfernt werden.

Graphen ist im Wesentlichen eine ein Atom dicke Graphitschicht, die aus elementarem Kohlenstoff besteht. Es gilt als Supermaterial, weil es trotz seiner Zähigkeit auf ein Viertel seiner Länge gedehnt werden kann und bei Raumtemperatur Strom schneller leiten kann als jede andere bekannte Substanz. Graphen ist außerdem biokompatibel und eignet sich daher ideal für biomedizinische Anwendungen – beispielsweise für tragbare Monitore.

Das elektronische Graphen-Tattoo funktioniert wie viele im Handel erhältliche tragbare Gesundheits- und Fitness-Tracker und kann, genau wie andere tragbare Geräte, sowohl die Herzfrequenz als auch die Bioimpedanz überwachen, eine Möglichkeit, die Reaktion des Körpers auf elektrischen Strom zu bestimmen. Diese Graphen-Tattoos bieten jedoch mehrere Vorteile gegenüber anderen Wearables. Die ultradünnen Tattoos passen sich der Haut an, im Gegensatz zu größeren, unhandlicheren Elektronikgeräten, die mit Riemen auf der Haut befestigt werden. Sie bieten daher eine qualitativ hochwertigere Erfassung mit geringerer Anfälligkeit für Bewegungsartefakte und erfordern keine Montagebänder, Paste oder Gel, die bei anderen Wearables für die Funktion ihrer Elektroden erforderlich sind.

Co-Autor Shideh Kabiri Ameri sagte gegenüber Phys.org: „Dieser Forschungsbereich kann Anwendungen für das Internet der Dinge, intelligente Häuser und Städte, Mensch-Computer-Interaktion, intelligente Rollstühle, Sprachunterstützungstechnologie, Überwachung von abgelenktem Fahren und Mensch-Roboter-Steuerung haben.“ Kürzlich haben wir die Anwendung von Graphen-Tattoos zur Erfassung menschlicher Signale zur drahtlosen Steuerung von Flugobjekten demonstriert. Über diese Demonstration wird in naher Zukunft berichtet.“