집에서 만든 '플레이퍼티'로 신체의 전기 신호를 읽을 수 있다

매사추세츠 대학교 애머스트 연구원들의 새로운 연구는 수제 플레이 퍼티가 뇌, 심장, 근육 및 눈의 활동을 읽는 데 효과적임을 보여줍니다. Device 에 게재된 이 연구는 이 재료의 전도성 특성, 소위 "스퀴시 회로"에 대해 설명합니다.

논문의 수석 저자이자 생체공학 조교수인 드미트리 키리예프는 "[스퀴시 회로]는 말 그대로 전도성이 있는 어린애 장난감 퍼티와 같습니다."라고 설명했습니다.

전도성 스퀴시 회로(수제 또는 매장에서 구매)는 밀가루, 물, 소금, 타르타르 크림, 식물성 기름으로 만들어집니다. "소금이 전도성을 부여합니다." 키리예프가 설명합니다. 어린이 장난감인 이 모델링 점토는 전원에 연결하여 회로에 대해 아이들에게 가르치는 방법으로 미술 프로젝트에 조명을 추가하는 변형 가능한 방법입니다. 이제 키리예프와 그의 팀은 이 재료가 더 많은 잠재력을 가지고 있음을 입증했습니다.

"우리는 푹신푹신한 회로를 인터페이스로 사용하여 인체의 전기나 생체전기적 전위를 측정했습니다."라고 그는 말합니다. 그들은 시중에서 판매되는 젤 전극과 비교했을 때, 이러한 푹신푹신한 회로가 다양한 전기생리학 측정을 효과적으로 포착한다는 것을 발견했습니다. 뇌 활동을 위한 뇌파도(EEG), 심장 기록을 위한 심전도(ECG), 눈의 움직임을 추적하기 위한 안구도(EOG), 근육 수축을 위한 근전도(EMG)입니다.

"측정 품질 측면에서 한 전극 재료를 다른 재료보다 더 좋게 만드는 것은 임피던스입니다." 그는 설명합니다. 임피던스는 두 재료 사이의 전도도 품질을 설명하는 척도입니다. "전극과 조직 사이의 임피던스가 낮을수록 그 사이의 전도도가 더 좋고 생체전기적 전위를 측정하는 능력이 더 좋습니다."

연구 결과, 스퀴시 회로 전극의 임피던스는 시중에서 판매되는 젤 전극과 동일하고 두 번째 비교 전극보다 두 배 더 우수한 것으로 나타났습니다.

키리예프는 이 소재의 여러 가지 이점을 강조합니다. 첫째는 비용입니다. 미리 만들어진 퍼티를 사용하더라도 전극당 비용은 약 1센트였습니다. 일반적인 전극의 평균 비용은 $0.25에서 $1 사이입니다.

또한, 이 소재는 탄력성이 있습니다. 피부의 윤곽에 맞게 성형하고, 더 많은 퍼티와 결합하여 더 크게 만들 수 있으며, 재사용할 수 있고, 분해되면 쉽게 다시 연결할 수 있습니다. 다른 비교 가능한 최첨단 웨어러블 바이오일렉트로닉스는 탄소 나노튜브, 그래핀, 은 나노와이어 및 유기 폴리머로 만들어졌습니다. 이러한 소재는 전도성이 높지만 비싸고, 취급이나 제작이 어렵고, 일회용이거나 깨지기 쉽습니다.

키리예프는 또한 이러한 자료의 가용성을 강조합니다. 그는 "필요하다면 예를 들어 집이나 고등학교 실험실에서 할 수 있는 일입니다."라고 말합니다. "이러한 애플리케이션을 민주화하여 더 널리 퍼뜨릴 수 있습니다."

그는 학부생으로 구성된 연구팀(일부는 졸업하고 UMass에서 대학원 과정을 밟고 있음)에게 공을 돌렸습니다. 즉, Alexandra Katsoulakis, Favour Nakyazze, Max Mchugh, Sean Morris, Monil Bhavsar, Om Tank입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240918125110.htm