Perinteisestä elektroniikasta tulee yleensä mieleen vihreät piirilevyt, jotka ovat itsessään jäykkiä kappaleita. Tällaisen elektroniikan yhdistäminen esimerkiksi ihmiskehon mittaamiseen tarkoittaa sitä, että ihminen joutuu kantamaan erillisiä mittayksiköitä, kuten älykelloa tai Holter-laitetta.
– Tulevaisuudessa tällaiset erilliset mittalaitteet on mahdollista muuttaa esimerkiksi laastarityyppiseen muotoon, minkä ansiosta ne sulautuisivat paremmin ihmiskehon mittaamiseen, Tiina Vuorinen kertoo.
Perinteisen elektroniikan valmistuksessa materiaalia lisätään ensin piirilevyille isoina pinta-aloina, jonka jälkeen ylimääräiset osat poistetaan. Näin syntyy hukkamateriaalia. Lisäksi eri prosessivaiheet vaativat kemiallisia käsittelyjä. Näitä ongelmakohtia voidaan välttää hyödyntämällä painamista elektroniikan valmistusmenetelmänä. Erilaisissa elektroniikan painomenetelmissä materiaali lisätään vain niille alueille, joissa sitä tarvitaan.
– Painettavassa elektroniikassa päästään hyödyntämään uudenlaisia materiaaleja ja valmistusmenetelmiä. Näitä yhdistelemällä on mahdollista valmistaa sensoreita, joiden pitäminen iholla häiritsee käyttäjää mahdollisimman vähän, Vuorinen kertoo.
Väitöskirjassaan Tiina Vuorinen hyödynsi mukautuvan elektroniikan valmistuksessa erilaisia painomenetelmiä, kuten silkkipainoa ja mustesuihkutulostamista. Hän tutki ympäristöön mukautuvaa näppäimistöä, ihoon kiinnitettäviä lämpötila-antureita sekä EKG-mittalaastaria.
Tutkimuksen aikana valmistuneita EKG-mittalaastareita, eli ihmisen sydämen toimintaa seuraavia mittalaastareita, testattiin ensin terveiden vapaaehtoisten avulla Tampereen yliopistolla ja tämän jälkeen sydänpotilailla Oulun yliopistollisessa sairaalassa.
– Mittauksissa havaittiin, että painamalla valmistetut elektrodilaastarit saavuttivat saman signaalin laadun kuin nykyisin käytettävät kaupalliset mittauselektrodit. Näillä uusilla mittalaastareilla mittaukset voidaan toteuttaa huomaamattomammin ja siten mahdollistaa mukavammat mittaustilanteet potilaille, Tiina Vuorinen sanoo.
Diplomi-insinööri Tiina Vuorisen sähkötekniikan alaan kuuluva väitöskirja Development of Printed Conformable Sensors tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 11.12.2020 klo 12 Hervannan kampuksella, Sähkötalon salissa S203/S2 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Shweta Agarwala Aarhusin yliopistosta Tanskasta. Kustoksena toimii professori Matti Mäntysalo.
Väitöstilaisuuteen voi osallistua etäyhteyden välityksellä.
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1781-2
Kuva: Petri Partio