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自供电有机传感器——您身边的心脏检测器

导读: 近日,来自RIKEN(日本理化学研究所)的研究人员成功地开发出一款新型有机传感器。这款超柔性有机传感器由太阳能驱动。这种用户友好型器件可作为自供电心脏监护器运行,如此,科学家就能够接收到有关患者健康状况的实时统计数据。

据麦姆斯咨询报道,近日,来自RIKEN(日本理化学研究所)的研究人员成功地开发出一款新型有机传感器。这款超柔性有机传感器由太阳能驱动。这种用户友好型器件可作为自供电心脏监护器运行,如此,科学家就能够接收到有关患者健康状况的实时统计数据。这对医疗设备和可穿戴技术来讲,是非常重大的进步。

自供电有机传感器——您身边的心脏检测器

据悉,科学家们是通过电化学晶体管(electrochemical transistor),一种常用于观察和测量生物功能的传感装置,来进行研究的。然后再将其集成到柔性有机太阳能电池中。随后,研究人员在明亮的光线条件下,利用这种有机传感器测量人类和老鼠的心跳。

研究人员认为,自供电设备是未来医疗技术发展的关键。他们可以直接安装在身体内部组织上,也可以安装在人体皮肤上。科学家们希望能够利用他们获得有关用户健康的实时数据。

但遗憾的是,实现这些器件的过程并非一帆风顺。现有电池体积庞大、供电不足,这些是目前研究人员面临的主要问题。希望新的器件能够扭转这一局面。

为了克服电池问题,科学家在太阳能电池的光吸收器上采用了纳米光栅表面(nano-grating surface)。该器件能够利用光角独立性以及较高的光转换效率(photo-conversion efficiency,PCE),使得研究人员能够实现10.5%的光转换效率以及每克11.46瓦的较高功率重量比(power-per-weight ratio)。

科学家将有机电化学晶体管与超薄基板上的有机太阳能电池集成在一起。然后将该装置直接安装在人体皮肤上,或用于记录来自老鼠心脏的心电图(ECG)信号。测试结果表明,该器件仅需要约10000勒克斯的照明水平即可运行。相比于与电池连接在一起的类似设备,其噪音也更小。

科学家的下一步研究将涉及整合坚固耐用的蓄电装置,特别是用来测量数据的器件模拟部分。通过精简这项技术,科学家们希望能够更快地实现商业化。

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