Los científicos han desarrollado un sensor orgánico ultraflexible y amigable para los humanos alimentado por la luz solar, que actúa como un monitor cardíaco autoalimentado. Anteriormente, desarrollaron una célula fotovoltaica flexible que podría incorporarse a los textiles. En este estudio, directamenteintegró un dispositivo sensorial, llamado transistor electroquímico orgánico, un tipo de dispositivo electrónico que se puede usar para medir una variedad de funciones biológicas, en una célula solar orgánica flexible. Al usarlo, pudieron medir los latidos del corazón de las ratasy humanos bajo condiciones de luz brillante.
Los dispositivos autoalimentados que se pueden colocar directamente sobre la piel o el tejido humano tienen un gran potencial para aplicaciones médicas. Podrían usarse como sensores fisiológicos para el monitoreo en tiempo real de la función cardíaca o cerebral en el cuerpo humano. Sin embargo, realización prácticano ha sido práctico debido al volumen de las baterías y al suministro de energía insuficiente, o debido a la interferencia de ruido del suministro eléctrico, lo que impide la conformabilidad y la operación a largo plazo.
El requisito clave para tales dispositivos es un suministro de energía estable y adecuado. Un avance clave en este estudio, publicado en Naturaleza , es el uso de una superficie de nano-rejilla en los absorbedores de luz de la célula solar, lo que permite una alta eficiencia de conversión de fotos PCE y una independencia del ángulo de luz. Gracias a esto, los investigadores lograron un PCE de 10.5por ciento y una alta relación potencia / peso de 11.46 vatios por gramo, acercándose al "número mágico" de 15 por ciento que hará que la energía fotovoltaica orgánica sea competitiva con sus contrapartes basadas en silicio. Demostraron una disminución de PCE de solo 25 por ciento de 9.82% a 7.33% bajo prueba de compresión repetitiva 900 ciclos y una mayor ganancia de PCE de 45 por ciento en comparación con los dispositivos sin rejilla bajo un ángulo de luz de 60 grados.
Para demostrar una aplicación práctica, los dispositivos sensoriales llamados transistores electroquímicos orgánicos se integraron con células solares orgánicas en un sustrato ultrafino 1 μm, para permitir la detección autoalimentada de los latidos del corazón en la piel o para grabar electrocardiografía ECG señala directamente en el corazón de una rata y descubrieron que el dispositivo funcionaba bien a un nivel de iluminación de 10,000 lux, que es equivalente a la luz que se ve cuando uno está a la sombra en un día claro y soleado, y experimentó menos ruido quedispositivos similares conectados a una batería, presumiblemente debido a la falta de cables eléctricos.
Según Kenjiro Fukuda, del Centro RIKEN para Ciencia de Materia Emergente, "Este es un buen paso adelante en la búsqueda para hacer dispositivos de monitoreo médico autoalimentados que puedan colocarse en el tejido humano. Hay algunas tareas importantes restantes, comoel desarrollo de dispositivos flexibles de almacenamiento de energía, y continuaremos colaborando con otros grupos para producir dispositivos prácticos. Importantemente, para los experimentos actuales trabajamos en la parte analógica de nuestro dispositivo, que alimenta el dispositivo y realiza la medición. También existeuna porción basada en silicio digital, para la transmisión de datos, y el trabajo adicional en esa área también ayudará a hacer que tales dispositivos sean prácticos ". La investigación fue realizada por RIKEN en colaboración con investigadores de la Universidad de Tokio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :