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自供電有機(jī)傳感器——您身邊的心臟檢測(cè)器

2018-10-16
關(guān)鍵詞: 心臟檢測(cè)器 傳感器

  據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,近日,來自RIKEN(日本理化學(xué)研究所)的研究人員成功地開發(fā)出一款新型有機(jī)傳感器。這款超柔性有機(jī)傳感器由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)。這種用戶友好型器件可作為自供電心臟監(jiān)護(hù)器運(yùn)行,如此,科學(xué)家就能夠接收到有關(guān)患者健康狀況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。這對(duì)醫(yī)療設(shè)備和可穿戴技術(shù)來講,是非常重大的進(jìn)步。

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  據(jù)悉,科學(xué)家們是通過電化學(xué)晶體管(electrochemical transistor),一種常用于觀察和測(cè)量生物功能的傳感裝置,來進(jìn)行研究的。然后再將其集成到柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池中。隨后,研究人員在明亮的光線條件下,利用這種有機(jī)傳感器測(cè)量人類和老鼠的心跳。

  研究人員認(rèn)為,自供電設(shè)備是未來醫(yī)療技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。他們可以直接安裝在身體內(nèi)部組織上,也可以安裝在人體皮膚上??茖W(xué)家們希望能夠利用他們獲得有關(guān)用戶健康的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

  但遺憾的是,實(shí)現(xiàn)這些器件的過程并非一帆風(fēng)順?,F(xiàn)有電池體積龐大、供電不足,這些是目前研究人員面臨的主要問題。希望新的器件能夠扭轉(zhuǎn)這一局面。

  為了克服電池問題,科學(xué)家在太陽(yáng)能電池的光吸收器上采用了納米光柵表面(nano-grating surface)。該器件能夠利用光角獨(dú)立性以及較高的光轉(zhuǎn)換效率(photo-conversion efficiency,PCE),使得研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)10.5%的光轉(zhuǎn)換效率以及每克11.46瓦的較高功率重量比(power-per-weight ratio)。

  科學(xué)家將有機(jī)電化學(xué)晶體管與超薄基板上的有機(jī)太陽(yáng)能電池集成在一起。然后將該裝置直接安裝在人體皮膚上,或用于記錄來自老鼠心臟的心電圖(ECG)信號(hào)。測(cè)試結(jié)果表明,該器件僅需要約10000勒克斯的照明水平即可運(yùn)行。相比于與電池連接在一起的類似設(shè)備,其噪音也更小。

  科學(xué)家的下一步研究將涉及整合堅(jiān)固耐用的蓄電裝置,特別是用來測(cè)量數(shù)據(jù)的器件模擬部分。通過精簡(jiǎn)這項(xiàng)技術(shù),科學(xué)家們希望能夠更快地實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。


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