Miếng dán lấy cảm hứng từ bạch tuộc mang lại độ bám dính không gây kích ứng cho da

Hầu hết các miếng dán y tế đều giống như băng cá nhân, ở chỗ chúng sử dụng hóa chất kết dính nói cách khác là keo dán để dính tạm thời vào da. Thật không may cho nhiều người, da của họ bị kích ứng bởi các hóa chất đó, dẫn đến ngứa, đỏ, viêm và thậm chí là phồng rộp. Ngoài ra, chất kết dính thường bị hỏng khi bị ướt. Hơn nữa, miếng dán sẽ rất đau khi gỡ ra và miếng dán đó thường không bám dính tốt nếu dán lại.

Để tìm kiếm một giải pháp thay thế ít gây kích ứng, ít đau đớn hơn và có thể tái sử dụng, các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Vua Abdullah (KAUST) của Ả Rập Xê Út đã tìm đến bạch tuộc. Cụ thể hơn, họ nhìn vào các giác hút được tìm thấy dọc theo mặt dưới của xúc tu bạch tuộc. Những giác hút này không chỉ có thể bám dính nhiều lần vào bề mặt mà không cần sử dụng bất kỳ hóa chất nào, mà chúng còn có thể làm như vậy dưới nước.

Để tạo ra miếng dán “túi hút giống bạch tuộc thu nhỏ dính” (AMOS), các nhà nghiên cứu bắt đầu bằng cách tạo khuôn. Nhiệm vụ này được thực hiện bằng kỹ thuật in 3D được gọi là kỹ thuật lập thể, trong đó các vật thể được tạo ra bằng cách chiếu tia laser cực tím có chọn lọc vào thùng nhựa quang trùng hợp. Khuôn mẫu thu được bao gồm một loạt các mái vòm nhỏ đan xen với nhau bằng một mạng lưới các đường ngoằn ngoèo.

Không giống như một số miếng dán dính dựa trên lực hút thử nghiệm khác, miếng dán AMOS lấy cảm hứng từ bạch tuộc sẽ tương đối dễ sản xuất ở quy mô thương mại.

Tiếp theo, một loại polymer tương thích sinh học gọi là polydimethylsiloxane (PDMS) được bôi lên khuôn ở dạng lỏng, sau đó được bóc ra khi nó đông cứng thành dạng đàn hồi rắn. Trong miếng dán các mái vòm tạo ra các ống hút nhỏ, trong khi các đường tạo ra các kênh nhỏ chạy ra các cạnh của miếng dán.

Khi miếng dán AMOS hoàn thiện được ấn vào da người, các mút bám chặt vào bề mặt bằng cách tạo ra một khoảng chân không nhỏ bên dưới mỗi mút. Thực tế là bản thân PDMS có cấu trúc vi mô hơi dính giúp miếng dán bám chặt, đồng thời vẫn cho phép gỡ bỏ mà không gây đau đớn. Trong khi đó, các kênh dẫn đưa độ ẩm ra khỏi miếng dán thông qua hiện tượng mao dẫn, giúp da bên dưới được hô hấp.

Trong một thử nghiệm công nghệ, một miếng dán AMOS được trang bị các điện cực sau đó được dán vào da của một tình nguyện viên nam khi anh ta đạp xe đạp tập thể dục. Miếng dán vẫn giữ nguyên vị trí ngay cả khi dán lên da ướt hoặc có lông, cung cấp kết quả đọc tốt mà không gây kích ứng da.

Công nghệ này thậm chí còn được sử dụng thành công để theo dõi các tín hiệu sinh học của một nhà khoa học máy tính KAUST khi ông hoàn thành chuyến đi xe đạp bằng tay dài 3.000 km (1.864 dặm) trong khoảng thời gian 30 ngày.

An Hạ