В традиционных медицинских датчиках используются жесткие металлические контакты. Они обеспечивают стабильный сигнал, но плохо держатся на теле во время движения. В качестве альтернативы ученые экспериментируют с гидрогелями — желеобразным материалом, который отлично гнется и растягивается. Однако гидрогели со временем высыхают, теряют эластичность и начинают отслаиваться, особенно если кожа вспотела или на ней есть волоски. В обоих случаях между датчиком и телом образуется воздушный зазор, который искажает показания. Новые же проводящие чернила наносятся в жидком виде прямо на кожу, повторяя ее микрорельеф.

Во влажном состоянии чернила напоминают клей и высыхают на теле менее чем за 10 минут — обычный фен может ускорить процесс. Сама жидкость изначально прозрачная, но в нее можно добавлять любые пищевые красители. Это позволяет превратить скучный медицинский датчик в боди-арт, что делает технологию особенно перспективной для педиатрии.

Чтобы передавать данные на компьютер, рисунок соединяют с пористой серебряной тканью. Чернила впитываются в нее, застывают и намертво скрепляют электроды с кожей. Эта металлическая ткань способна растягиваться более чем на 150% без разрывов, а ее пористая структура позволяет коже «дышать», свободно пропуская пот и волоски. Сама ткань подключается к небольшому электронному модулю, который прячется под одеждой и передает все собранные данные (ЭКГ сердца, ЭЭГ мозга или ЭМГ мышц) на компьютер через обычный Bluetooth.

Ученые уже провели серию тестов. В одном из экспериментов татуировка непрерывно и без сбоев записывала кардиограмму человека в течение 12 часов активного дня. В другом тесте датчики на предплечье считывали мышечные сокращения и передавали команды на роботизированный протез, позволяя бесконтактно управлять искусственной рукой. При этом авторы разработки подчеркивают, что 12 часов — далеко не предел для таких электродов.

Главная идея проекта заключается в разделении компонентов: пациент покупает один дорогой многоразовый электронный модуль, а сами электроды-рисунки делает одноразовыми. Одной небольшой бутылочки токопроводящей краски человеку может хватить на целую неделю. Как только рисунок стирается или надоедает, его можно просто смыть мылом и нарисовать новый.

В ближайших планах команды — «научить» умную краску определять сложные биомаркеры, такие как уровень глюкозы и гормона стресса кортизола. Помимо применения в медицине, ученые планируют использовать эти чернила и в сельском хозяйстве. Исследователи намерены создать «умные растения» для мониторинга экологической обстановки и оценки влияния химикатов на урожай.