Добавить новость

Российский пловец Коновалов заявил, что надо ехать на Олимпиаду

Бастрыкин поручил доложить о расследовании изнасилования сотрудницы "Матч ТВ"

Озвучены наиболее востребованные профессии через 5 лет: прогноз Минтруда

В России начали атаковать православные храмы

News in English


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Flexible and Durable Bioelectrodes: The Future of Healthcare Wearables The proposed bioelectrode can lead to comfortable and long-lasting wearables for healthcare and fitness applications

Flexible and Durable Bioelectrodes: The Future of Healthcare Wearables The proposed bioelectrode can lead to comfortable and long-lasting wearables for healthcare and fitness applications

Combining single-wall carbon nanotubes and poly(styrene-b-butadiene-b-styrene) nanosheets, researchers from Tokyo Tech have developed a novel bioelectrode material for wearable devices. This innovative material is stretchable, permeable to humidity, and conforms closely to the skin, making it ideal for prolonged use. This development addresses critical limitations of current bioelectrode materials, promising more comfortable and effective wearables for healthcare and fitness applications.

Stretchable and Humidity-Permeable Electrode Material for Wearable Bioelectrodes

The use of wearable electronics that continuously monitor biosignals has transformed the healthcare and fitness industries. These devices are becoming increasingly common and are projected to reach a market valuation of approximately USD 572.06 billion by 2033. With this rapid growth, there is an escalating demand for high-quality bioelectrodes capable of accurately recording biosignals over extended periods. However, many of the materials currently used for bioelectrodes, such as metals, conductive polymers, and hydrogels, have limitations. They often lack the flexibility to stretch the skin without breaking and have low humidity permeability, leading to sweat buildup and discomfort.

To address these limitations, in a study published in the journal NPG Asia Materials on 20 June 2024, a research team led by Assistant Professor Tatsuhiro Horii and Associate Professor Toshinori Fujie from Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) has developed a bioelectrode material that is stretchable and permeable to humidity and conforms closely to the skin. This innovative material is composed of layers of conductive fibrous networks consisting of single-wall carbon nanotubes (SWCNTs) on a stretchable poly(styrene-b-butadiene-b-styrene) (SBS) nanosheet. The nanosheet conforms tightly to the skin, allowing for precise biosignal measurements, while the carbon nanotube fibers maintain the material's stretchability and humidity permeability.

"Self-supporting electrodes that are stretchable, permeable to humidity, and conformable to skin surface bumps are required to allow for the natural deformation of skin without restricting body movements," says Horii.

The researchers applied SWCNTs as aqueous dispersions onto SBS nanosheets, creating multiple layers reaching a thickness of only 431 nm. Each coating of SWCNTs increased the density and thickness of the fibers, modifying the bioelectrode's characteristics. While adding more SWCNT layers increased nanosheet stiffness (from an initial 48.5 MPa elastic modulus to 60.8 MPa for a single layer and 104.2 MPa for five layers), the bioelectrode maintained impressive flexibility. Pristine SBS nanosheets and those with one or three layers of SWCNTs (SWCNT 3rd-SBS) stretched elastically by 380% of their original length before permanent deformation. This flexibility surpasses metal electrodes like gold, which have Young's moduli in the several-hundred-GPa range and can only stretch less than 30% of their original length before breaking.

Another crucial requirement for bioelectrodes is high water vapor permeability to prevent sweat buildup during exercise. Adding SWCNTs is beneficial as its fibrous network structure improves breathability compared to continuous films. In experiments measuring water vapor transmission rate (WVTR), researchers found that SWCNT 3rd-SBS exhibited a WVTR of 28,316 g m-2 (2 h)-1, which is twice that of normal skin.

The bioelectrode material is also highly resilient for extended use. To test the material's durability, the researchers immersed the bioelectrodes in artificial sweat and subjected them to repeated bending, measuring the change in resistance. In these tests, they found that the resistance increased negligibly, by only 1.1 times in sweat and by 1.3 times over 300 cycles of bending. Furthermore, the SWCNT 3rd-SBS nanosheets showed little to no detachment after being rubbed ten times, indicating its suitability for prolonged use.

To assess its real-world performance, the researchers compared an SBS nanosheet with three layers of SWCNT to commercially available bioelectrode materials such as Ag/AgCl gel electrodes. The bioelectrodes were attached to the forearm, and surface electromyography (sEMG) measurements were taken during gripping motions. In this experiment, the performance of the SWCNT-SBS nanosheet was comparable to that of commercial Ag/AgCl gel electrodes, achieving similar signal-to-noise ratios of 24.6 dB and 33.3 dB, respectively.

"We obtained skin-conformable bioelectrodes with high water vapor permeabilities, which showed comparable performance in sEMG measurements to those of conventional electrodes," concludes Fujie, highlighting the material's promising capabilities for healthcare wearables.

Reference

Authors :
Tatsuhiro Horii1, Kai Yamashita1, Marimo Ito1, Kei Okada1, and Toshinori Fujie1,2*
Title :
Ultrathin skin-conformable electrodes with high water vapor permeability and stretchability characteristics composed of single-walled carbon nanotube networks assembled on elastomeric films
Journal :
NPG Asia Materials
DOI :
Affiliations :

1 School of Life Science and Technology, Tokyo Institute of Technology, Japan

2 Research Center for Autonomous Systems Materialogy (ASMat), Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

* Corresponding author's email: t_fujie@bio.titech.ac.jp

School of Life Science and Technology

School of Life Science and Technology
—Unravel the Complex and Diverse Phenomena of Life—

Information on School of Life Science and Technology inaugurated in April 2016

School of Life Science and Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Artsouter

Further Information

Assistant Professor Tatsuhiro Horii

School of Life Science and Technology, Tokyo Institute of Technology

Email horii.t.ad@m.titech.ac.jp

Associate Professor Toshinori Fujie

School of Life Science and Technology, Tokyo Institute of Technology

Email t_fujie@bio.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

Озвучены наиболее востребованные профессии через 5 лет: прогноз Минтруда

Диетолог назвала блюдо, от которого стоит отказаться в жару

Российский пловец Коновалов заявил, что надо ехать на Олимпиаду

В аэропорту Пулково задымился двигатель самолета

Музыкальные новости

«Спартак» в товарищеском матче обыграл «Уфу»

Дистрибьюция Музыки.

Директор РДКБ Петряйкина: состояние доставленных в РФ из Сирии детей стабильное

В Пулково из-за непогоды временно остановили вылеты самолетов

Новости России

У берегов Камчатки произошло два землетрясения магнитудой 6,4 и 6,0

Российский пловец Коновалов заявил, что надо ехать на Олимпиаду

Бастрыкин потребовал доклад об изнасиловании сотрудницы «Матч ТВ» в Москве

Красноуфимским семьям вручили знаки «Совет да любовь»

Экология в России и мире

Kenzo menswear SS-2025 (весна-лето 2025)

Языковые модели на основе искусственного интеллекта, повышение производительности сотрудников и экономия ресурсов: BIA Technologies обозначила основные тренды цифровой трансформации

Артисты с удовольствием поздравляли друг друга - Театр и Концерт, Россия и Дети, Культура

Стоя или сидя: как поза при употреблении пищи влияет на пищеварение, рассказал гастроэнтеролог Садыков

Спорт в России и мире

Хачанов не смог выйти в третий круг Уимблдона, проиграв 220-й ракетке мира

«Это вообще анекдот». В России объяснили сенсационную победу Путинцевой над Швёнтек

Помощник Медведева заявил, что «дух Навального жив» и продолжает публиковать фейки о связи с «Мираторгом»

Уимблдон. 6 июля. Сафиуллин начнет в 13 мск, Медведев доиграет вторым запуском, микст Маррея и Радукану пройдет на Центральном корте

Moscow.media

Родные просторы... Старая Устьевская ГЭС на реке Вруда

Сцена из...

Приморье - мыс Сосновый

2500 голливудских фильмов и сериалов: Пентагон обвинили в пропаганде милитаризма











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Диетолог назвала блюдо, от которого стоит отказаться в жару

Москва возглавила рейтинг зарплат в городах РФ в финансовой отрасли 

В аэропорту Пулково задымился двигатель самолета

Премьер-министр Венгрии Орбан прибыл в Пекин, чтобы продолжить свою «миссию мира»