Những người đứng sau nghiên cứu cho rằng, nó sẽ khiến mọi người suy nghĩ nhiều hơn về bản chất và khả năng của các thiết bị đeo được, theo đó vượt xa các chức năng gọi điện, nhắn tin và nghe nhạc như đa số các thiết bị hiện nay.
“Nếu bạn muốn đeo nó như một chiếc đồng hồ, bạn có thể để nó ở cổ tay” – Phó Giáo sư Jianliang Xiao tại Khoa Cơ khí Paul M.Rady tại ĐH Colorado Boulder nói: “Nếu bạn muốn đeo như vòng cổ, bạn có thể để nó ở cổ”.
Ông và các đồng sự hy vọng sáng tạo của họ sẽ giúp hình dung lại khả năng của các thiết bị đeo được. Nhóm cho biết, một ngày nào đó, làn da công nghệ cao như vậy có thể cho phép mọi người thu thập dữ liệu chính xác về cơ thể của họ, đồng thời cắt giảm được lượng rác thải điện tử đang gia tăng trên thế giới.
“Những đồng hồ thông minh có rất nhiều chức năng, nhưng chúng thường là một khối kim loại lớn trên một dây đeo” - Giáo sư Wei Zhang tại Khoa Hóa cho biết – “Nếu chúng ta muốn một thiết bị có thể đeo thực sự, tốt nhất nó sẽ là một tấm màng mỏng có thể ôm khít một phần cơ thể của bạn một cách thoải mái”.
Da điện tử có thể co giãn
Những tấm màng mỏng, dễ chịu này từ lâu đã trở thành điểm nhấn của khoa học viễn tưởng trong đó có hình ảnh diễn viên Arnold Schwarzenegger lột da mặt trong loạt phim Kẻ hủy diệt.
“Nghiên cứu của chúng tôi đi theo hướng đó, nhưng chúng tôi còn một chặng đường dài phía trước” – Giáo sư Zhang nói. Tuy nhiên, mục tiêu mà nhóm của ông đưa ra là cho cả robot và con người. Trước đây các nhà nghiên cứu mô tả thiết kế da điện tử của họ vào năm 2018. Tuy nhiên, phiên bản công nghệ mới nhất của họ đã có cải tiến rất nhiều về khái niệm, đặc biệt là khả năng đàn hồi, chưa kể đến các chức năng khác.
Để sản xuất sản phẩm này, PGS Xiao và đồng sự dùng phương pháp in lụa để tạo ra một mạng lưới các dây kim loại mỏng. Sau đó, họ kẹp các mạch đó vào giữa 2 màng mỏng được làm từ vật liệu có độ dẻo và tự phục hồi có tên polyimnine.
Sản phẩm được tạo thành dày hơn một chút so với tấm băng keo y tế và có thể dán lên da bằng nhiệt. Theo nhóm nghiên cứu, nó cũng có thể kéo giãn 60% theo bất kỳ hướng nào mà không ảnh hưởng tới linh kiện điện tử bên trong.
“Nó thực sự rất co giãn, cho phép rất nhiều khả năng mà trước đây không có” – ông Xiao cho biết.
Da điện tử của nhóm nghiên cứu có thể làm được rất nhiều điều giống như các thiết bị thể dục đeo được phổ biến như Fitbits. Theo đó, nó đo được nhiệt độ, nhịp tim, kiểu chuyển động và hơn thế nữa.
Thân thiện với môi trường
Lớp biểu bì nhân tạo trong nghiên cứu mới có khả năng phục hồi đáng kể. Theo ông Zhang, nếu bạn cắt một miếng da điện tử, tất cả những gì bạn phải làm là kẹp các vùng bị hỏng lại với nhau. Trong vài phút, các liên kết giữ vật liệu polyimine với nhau sẽ bắt đầu cải tổ. Trong vòng 13 phút, bạn sẽ gần như không thể phát hiện được vết cắt trước đó.
“Những mối liên kết đó giúp hình thành một mạng lưới xuyên suốt. Sau đó, chúng bắt đầu phát triển cùng nhau” – ông Zhang nói – “Nó tương tự như việc chữa lành da, nhưng chúng ta đang nói về các liên kết hóa học cộng hóa trị ở đây”.
PGS Xiao nói thêm rằng, dự án cũng thể hiện một cách tiếp cận mới để sản xuất thiết bị điện tử - một phương pháp có thể tốt hơn nhiều cho hành tinh của chúng ta. Các ước tính cho thấy vào năm 2021, con người sẽ thải ra hơn 55 triệu tấn điện thoại thông minh hỏng, máy tính xách tay và các thiết bị điện tử khác.
Tuy nhiên, các thiết bị co giãn trong nghiên cứu trên được thiết kế để có thể không bị bỏ vào các bãi rác chôn lấp. Nếu bạn nhúng một trong những miếng dán này vào một dung dịch, polyimine sẽ khử phân tử polyme hoặc tách thành các phân tử thành phần, trong khi đó các thành phần điện tử của nó chìm xuống dưới. Sau đó, cả thiết bị điện tử và vật liệu co giãn đều có thể được tái sử dụng.
“Giải pháp của chúng tôi đối với rác thải điện tử là bắt đầu với cách chúng tôi tạo ra thiết bị, không phải từ điểm cuối hay khi nó bị vứt bỏ. Chúng tôi muốn một thiết bị dễ tái chế. Da điện tử có thể sớm trở thành mốt thời trang trong tương lai.
Mặc dù vậy, da điện tử này còn xa mới có thể cạnh tranh được với da thật. Hiện tại, các thiết bị này vẫn cần được kết nối với với nguồn điện bên ngoài để hoạt động” - PGS Xiao nhấn mạnh.
