用于精确和连续监测生物信号的柔性自供电生物传感器

自我驱动的生物传感器

未来用于测量心率或血压等生物信号的可穿戴设备将以柔性电子设备的形式出现,因为它们重量轻,可以绑定在人体皮肤上,并能承受机械变形。然而,这些设备大多体积庞大,依赖外部电源运行。日本紧急物质科学中心(CEMS)的朴成俊(sunjun Park)及其同事开发出了由超薄太阳能电池供电的超柔性生物传感器,可用于监测心率。

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超柔性电源和传感器的集成可能会给应用于可穿戴电子和诊断的自供电生物传感器技术带来革命性的变化。

在他们的研究中,研究小组将有机光伏电池(OPV)太阳能电池与有机电化学晶体管(OECTs)电子设备结合在一起。OPV电池和oect是在由一种叫parylene的塑料制成的超薄基板上制作的。

该团队透露,OPV电池可以将接收到的光的能量转换为电能,这是超柔性设备中功率转换效率最高的数值之一。

自我驱动的生物传感器
图片来源:Nature.com

通常,柔性OPV电池的效率低于刚性电池,后者使用更成熟的制造工艺。研究人员通过在OPV细胞中引入氧化锌结构克服了这个缺点。这些结构的纳米尺度模式促进了OPV细胞中的电子传输,使其效率最大化。

使用空白DVD制作纳米图案。Park和同事首先将DVD的纳米图案复制到一个弹性图章上,然后使用这个图章使用一种称为软光刻的技术在OPV细胞上产生纳米图案。

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为了证明他们的自供电传感平台可以检测生物信号,研究人员将其安装在人的手指上,并将凝胶电极安装在人的胸部。每一次心跳,电极和平台之间就会产生一个电压差,这是由于离子在人体中的移动。

研究人员发现,在发光二极管的持续照明下,平台记录了清晰的心率信号。由于没有外部电源连接,降低了信号波动,记录灵敏度约为常规供电oect的3倍。

研究发表在《自然

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Johanna Mischke ()是可穿戴技术bob电竞平台-全球领先的技术创新和市场开发平台,用于贴身穿戴、全身穿戴甚至全身穿戴。除了是可穿戴设备及其更广泛生态系统的专家外,她在创业界和国际营销方面也很有经验。可以通过j.m iske (at) wearle-technologies.com联系到约翰娜。