تصور أن تضع رقعة إلكترونية على بشرتك، تراقب نبضات قلبك أو تقيس مؤشرات التوتر في عروقك، دون أن تشعر بوجودها، هذه التقنية التي تحاكي الجلد البشري في مرونته وحركته، تمثل مستقبل الأجهزة القابلة للارتداء.

ولتحقيق هذا التصور يجب أن تكون المادة الإلكترونية المستخدمة مرنة للغاية وموصلة للكهرباء وآمنة للاستخدام البشري، وهي معايير يصعب توفرها في مادة واحدة، لذلك يمثل الاكتشاف الأخير من معهد ماكس بلانك لأبحاث البوليمرات في ألمانيا إنجازا استثنائيا، فقد نجح العلماء في تحسين خصائص مادة موصلة شهيرة تعرف باسم PEDOT:PSS، لتصبح أكثر قدرة على التمدد دون أن تفقد كفاءتها الكهربائية، ما يمهد لتطبيقات واسعة في مراقبة الصحة واللياقة.

 

هندسة ذكية للمادة وتفاعل جزيئي دقيق

وقاد فريق البحث الدكتورة أولريكه كرافت، التي اعتمدت على تقنية مبتكرة تدعى "الطباعة الناقلة" لنقل طبقة رقيقة من مادة PEDOT:PSS إلى قاعدة مطاطية مرنة تحتوي على ملدنات خاصة، تعمل هذه الملدنات على التفاعل مع المادة ونشر نفسها داخل بنيتها ببطء، مما يؤدي إلى تغيير في ترتيب الجزيئات داخل البوليمر. إن هذه العملية لا تعزز من مرونة المادة فحسب، بل تؤدي أيضا إلى انتظام سلاسلها الجزيئية عند التمدد، ما يسمح بمرور التيار الكهربائي بكفاءة أكبر، هذا السلوك ضروري للأجهزة التي تحتاج إلى التمدد والانثناء دون أن تتعرض للكسر أو الفشل في الأداء.

 

ويعد هذا التفاعل الجزيئي الذكي بمثابة خطوة حاسمة نحو دمج الإلكترونيات في مواد ناعمة وعضوية يمكن استخدامها مباشرة على الجسم البشري.

 

مستشعرات مستقبلية تندمج مع الجسم لمراقبة دقيقة للصحة

وأجرت الباحثة كارلا فولكيرت المؤلفة الأولى للدراسة، تحليلا شاملا لبنية البوليمر باستخدام أدوات تصوير دقيقة تشمل المجهر الذري وتقنيات الطيف رامان، وكشفت هذه التحليلات أن البنية الإلكترونية للمادة تتحسن عند التمدد، ما يعزز موثوقيتها في التطبيقات الحيوية.

 

ويأمل الباحثون أن يؤدي هذا الفهم الجديد إلى تطوير رقاقات مرنة يمكن لصقها على الجلد لمراقبة المؤشرات الحيوية مثل نبض القلب ومعدل التعرق، أو حتى اكتشاف علامات مبكرة للتعب والمرض، ومع تطور هذا النوع من الإلكترونيات الحيوية، يمكن أن تصبح أجهزة الرعاية الصحية أكثر تكيفا مع الجسم وأقل إزعاجا وأكثر دقة في القياسات، فهذا سيفتح الباب أمام استخدامات واسعة ليس فقط في الطب بل أيضا في تتبع الأداء الرياضي ومراقبة الإجهاد في بيئات العمل الصعبة.

 

خطوة حاسمة نحو الرعاية الصحية الشخصية الذكية

وترى الدكتورة كرافت أن المرحلة القادمة تتمثل في تصنيع نماذج أولية من مستشعرات حيوية فعلية باستخدام المادة المطورة واختبارها ميدانيا،

 

وإذا أثبتت نجاحها فقد نشهد قريبا أجهزة قابلة للارتداء تتميز بخفة الوزن، ومرونة تشبه الجلد ودقة عالية في القياس، ما يحقق نقلة نوعية في تقنيات الصحة الشخصية، فإن هذا الإنجاز يمثل خطوة حاسمة في دمج التكنولوجيا الحيوية مع الحياة اليومية، حيث لم تعد أجهزة المراقبة الطبية محصورة في العيادات والمستشفيات، بل أصبحت قابلة للارتداء طوال اليوم، تراقب مؤشرات الصحة وتنبه المستخدم إلى أي تغييرات غير طبيعية.

ومع تطور هذه المواد قد نشهد مستقبلا تصبح فيه أجهزة الاستشعار جزءا لا يتجزأ من الملابس أو الجلد الصناعي، ما يجعل الرعاية الصحية أكثر تخصيصا وسهولة وفاعلية.