贴在皮肤上的自动心脏监护仪
科学家已经开发了一种由阳光提供动力的人类友好,超灵感的有机传感器,该传感器充当自动心脏监护仪。在这项研究中,他们直接整合了一种称为有机电化学晶体管的感觉装置,这是一种可用于测量各种生物学功能的电子设备,可用于柔性有机太阳能电池。然后,他们能够在明亮的光线条件下测量大鼠和人类的心跳。
可以直接适合人皮肤或组织的自动设备具有巨大的医疗应用潜力。它们可以用作人体心脏或大脑功能的实时监测的生理传感器。但是,由于电池的笨重和电源不足,或者由于电源的噪声干扰,阻碍了不合适性和长期操作,实用的实现是不切实际的。
此类设备的关键要求是稳定且充足的能源供应。本研究中发表的这项研究的关键进步是在太阳能电池的光吸收器上使用纳米颗粒表面,从而允许高光转换效率(PCE)和光角度独立性。因此,研究人员能够达到10.5%的PCE和每克11.46瓦的高功率比率,接近15%的“魔术数”,这将使有机光伏与基于硅的有机光伏竞争同行。与在60度光角下的非晶格设备相比,他们在重复的压缩测试(900个周期)下仅显示PCE降低25%(从9.82%到7.33%),而PCE的增益较高45%。
为了证明实际应用,将称为有机电化学晶体管的感觉设备与有机太阳能电池集成在超薄(1μm)底物上,以允许对皮肤上的心跳或记录电脑图(ECG)信号的自动检测直接在老鼠的心脏上。他们发现该设备在10,000勒克斯的照明水平上运行良好,这相当于在晴朗的阳光明媚的日子里在阴影中看到的光,并且比连接到电池的类似设备的噪音少,大概是因为它的噪音缺乏电线。
根据Riken新兴物质科学中心的Kenjiro Fukuda的说法,“这是寻求制造可以放置在人体组织上的自动医疗监测设备的好一步。还有一些重要的任务,例如开发灵活的电源存储设备,我们将继续与其他团体合作以生产实用设备。重要的是,对于当前的实验,我们在设备的模拟部分上工作,该部分为设备提供动力并进行测量。还有一个基于数字硅的部分,用于传输数据,该领域的进一步工作也将有助于使此类设备实用。”
资源:瑞肯