Miếng dán lấy cảm hứng từ bạch tuộc (Nguồn: Đại học Khoa học và Công nghệ Vua Abdullah).
Hầu hết các miếng dán y tế hiện nay đều giống như băng keo cá nhân, chúng dùng hóa chất kết dính (keo) để dán tạm thời lên da. Tuy nhiên, nhiều người bị kích ứng da bởi các hóa chất này, gây ngứa, mẩn đỏ, viêm nhiễm, thậm chí là phồng rộp. Không chỉ vậy, các chất kết dính này thường bị giảm tác dụng khi gặp nước. Hơn nữa, việc gỡ miếng dán ra khỏi da thường gây đau và nếu dán lại, miếng dán thường không bám chắc.
Để tìm ra một giải pháp thay thế không gây kích ứng, ít đau và có thể tái sử dụng, các nhà khoa học đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Vua Abdullah (KAUST), Ả Rập Xê Út đã nghiên cứu phát triển miếng dán lấy cảm hứng từ xúc tu của bạch tuộc, cụ thể hơn là các giác hút trên xúc tu của loại sinh vật này. Những giác hút này không chỉ có thể dính lại nhiều lần lên bề mặt dù không cần dùng hóa chất, mà còn có thể bám dính tốt trong môi trường nước.
Để tạo ra miếng dán “giác hút mini mô phỏng bạch tuộc” (AMOS), các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng việc chế tạo một khuôn mẫu. Khuôn này được làm bằng công nghệ in 3D gọi là stereolithography, trong đó các vật thể được tạo ra bằng cách chiếu tia laser cực tím vào một bể nhựa cảm quang. Khuôn mẫu này gồm một loạt các mái vòm nhỏ kết hợp với các đường vặn xoắn chằng chịt. Sau đó, một loại polymer tương thích sinh học có tên là polydimethylsiloxane (PDMS) được đổ vào khuôn ở dạng lỏng và được bóc ra sau khi cứng lại. Miếng dán thu được có các giác hút nhỏ li ti do những mái vòm tạo ra, còn các đường vặn xoắn tạo thành các kênh nhỏ dẫn ra mép của miếng dán.
Khi miếng dán AMOS được sử dụng lên da người, các giác hút sẽ tạo ra những khoảng chân không nhỏ dưới mỗi giác, giúp bám chặt vào bề mặt da. Cấu trúc siêu nhỏ có tính bám dính của PDMS cũng giúp miếng dán dính chắc hơn, nhưng vẫn dễ dàng bóc ra mà không gây cảm giác đau đớn cho người sử dụng. Ngoài ra, các kênh nhỏ còn giúp hút ẩm từ dưới miếng dán ra ngoài bằng hiện tượng mao dẫn, giúp da bên dưới miếng dán có thể “thở”.
Thử nghiệm độ bám dính của miếng dán (Nguồn: Đại học Khoa học và Công nghệ Vua Abdullah).
Trong thử nghiệm, một miếng dán AMOS được gắn với điện cực EEG và dán lên da của một tình nguyện viên nam khi anh ta đang đạp xe tập thể dục. Miếng dán vẫn bám chắc ngay cả khi được dán lên da ẩm hoặc nhiều lông, mang lại kết quả đo EEG tốt mà không gây kích ứng da. Công nghệ này còn được sử dụng thành công để theo dõi tín hiệu sinh học của một nhà khoa học tại KAUST, khi người này chơi bộ môn xe đạp điều khiển bằng tay (hand-cranked bicycle) trong suốt chuyến đi 3.000 km kéo dài 30 ngày.
Giáo sư Nazek El-Atab - người dẫn đầu nghiên cứu chia sẻ, nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu phát triển một thiết bị đa năng có thể dán lên da, giúp cách mạng hóa công nghệ theo dõi sức khỏe và chẩn đoán đeo trên người. Nhóm đã có kế hoạch thực hiện nhiều thử nghiệm lâm sàng để xác nhận hiệu quả của miếng dán này trong các ứng dụng y tế thực tế.
Xuân Bình (theo Newatlas)