К сожалению, все эти методы опираются на довольно громоздкие и некомфортные для организма электроды, которые крепятся к телу с применением липкой ленты и электропроводящего геля либо вообще с помощью игл, вводимых непосредственно в тело. Из-за таких электродов, которые раздражают кожу или организм в целом, подобного типа измерения обычно приходится ограничивать лишь краткими периодами времени и проводить исследования в условиях лаборатории или больницы.
Благодаря новой технологии ЭЭС практически все эти ограничения скоро могут стать делом прошлого. Авторы работы явно неслучайно назвали свой подход «эпидермальная электронная система», как бы желая подчеркнуть, что данное устройство по своим эксплуатационным характеристикам соответствует физическим свойствам внешнего слоя человеческой кожи. При этом толщина и гибкость устройства позволяют воспроизводить все особенности (морщины, складки и т.д.) того конкретного участка кожи, к которому прибор прикрепляется.
Все необходимые компоненты этих устройств, включая электроды, элементы электронной схемы (полупроводники, резисторы, конденсаторы), датчики, детали радиочастотной связи и источники питания, собраны на чрезвычайно тонкой (толщиной 30 микрометров) эластичной плёнке из полиэстера.
Элементы схемы, такие, как транзисторы, диоды и прочее, изготовлены из типичных для таких вещей материалов типа кремния и арсенида галлия. Практически любой из этих материалов в своём обычном виде является жёстким и хрупким. Чтобы сделать всё это хозяйство гибким и растягивающимся, команда применила особую обработку материалов.
Для формирования основы чипа бралась кремниевая «вафля» толщиной полмиллиметра, которая расщеплялась на чрезвычайно тонкие мембраны. Благодаря этому подходу кремниевая основа стала толщиной от 50 до 100 нанометров, чего уже достаточно для того, чтобы материал мог свободно изгибаться. Чтобы позволить кремниевой мембране ещё и растягиваться, исследователи вытравили в материале каналы змеевидной формы. Исполненные в такой же змеевидной форме, проводники-наноленты соединяют между собой все элементы схемы, так что в целом микромембране обеспечивается чрезвычайно тонкая и гибкая конструкция.
Как говорит Роджерс, металлические межсоединительные провода, контактные площадки, резисторы, антенны радиосвязи, элементы питания — практически всё удаётся смоделировать в такого вида формате. Все компоненты устройства сначала собираются вместе на листе полиамида, а затем схема уже целиком переносится на «дышащий» эластичный лист модифицированного полиэстера. Итоговая толщина этой слоёной конструкции (менее 50 микрон) оказывается меньше толщины человеческого волоса.
