ساخت ابزار الکترونیکی انعطاف پذیر برای نظارت بر عملکرد قلب که می تواند انرژی خود را تامین کند
Self-powered ultra-flexible electronics via nanograting-patterned organic photovoltaics (26 September 2018)
نسل بعدی ادوات زیست-پزشکی بایستی بتوانند بدون نیاز به منبع انرژی خارجی کار کرده و سازگار با پوست و سایر بافت های انسان باشند. این نوع ادوات می توانند امکان بررسی دقیق و پیوستۀ علائم فیزیولوژیکی را بدون نیاز به منبع انرژی خارجی را فراهم کنند. در نتیجه می توان از این طریق و با بهره گیری از فناوری نانو برای ساخت ادوات نانوالکترونیک، همواره عملکرد بدن را پایش نمود که برای پیشگیری از وقوع بیماری یا عملکرد نامناسب بدن مفید خواهد بود. تا کنون، تلاش های متعددی در این زمینه صورت پذیرفته است که بتوان به صورت آنلاین، عملکرد بدن را بررسی کرد. اما ادواتی که تا کنون ساخته شده اند اغلب از یک باطری یا سیم استفاده می کنند که به دلیل بزرگی اندازه و اختلال با امواج محیط، کاربردشان محدود بوده است.
برای حل مشکلات پیشین و ارائه یک راهکار عملی در زمینه ساخت ادوات الکترونیک قابل نصب بر روی پوست و بافت انسان، محققین ژاپنی یک سنسور آلی بسیار انعطاف پذیر و سازگار با بدن انسان ساخته اند که انرژی خود را از نور خورشید تأمین می کند و می تواند بدون نیاز به منبع خارجی انرژی، برای پایش عملکرد قلب به کار رود. در این پژوهش که به تازگی در مجله Nature به انتشار رسیده است، یک سنسور (ترانزیستور الکتروشیمیایی آلی، وسیله ای که می تواند برای سنجش عملگرهای زیستی به کار رود) بر روی سلول خورشیدی آلی انعطاف پذیر قرار می گیرد و می تواند بدون نیاز به باطری عملکرد مناسبی داشته باشد. از این طریق، آن ها توانسته اند ضربان قلب موش و انسان را تحت تابش نور بسنجند. سنسور به کار رفته در این کار از دو بخش تشکیل شده است: یک بخش آنالوگ که از ادوات الکترونیکی آلی انعطاف پذیر ساخته شده است و برای تشخیص علائم زیست سنجی به کار می رود، و یک بخش دیجیتال که از سیلیکون ساخته شده است و برای مخابر داده به کار می رود. ادوات الکترونیکی که به منبع خارجی انرژی نیاز ندارند را می توان به صورت مستقیم بر روی پوست یا بافت انسان قرار داد که پتانسیل بالایی برای کاربرد در زمینه پزشکی دارند که به این ادوات، اصطلاحاً ادوات الکترونیکی پوشیدنی (wearable electronics) اطلاف می گردد.
DOI: 10.1038/s41586-018-0536-x
گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes)
