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日本研究人員創(chuàng)造出一種能夠自供電的心跳監(jiān)測器

IEEE電氣電子工程師 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-10-11 10:37 ? 次閱讀
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隨著電子產(chǎn)品尺寸的縮小和靈活性的提高,為其供電變得越來越難?,F(xiàn)在,日本的一個研究團隊將一種微小、有效的太陽能電池與一種柔性生物傳感器結(jié)合在一起,創(chuàng)造出一種能夠自供電的心跳監(jiān)測器。

這是日本理化學研究所(RIKEN)應急物質(zhì)科學中心(位于埼玉縣)的Takao Someya團隊的最新研究成果。該成果建立在他們的超柔性、可清洗和透氣的可穿戴傳感器資源庫之上。除超柔性、可清洗和透氣這些特點外,這些傳感器還非常漂亮:有些類似于光滑的金色紋身,還有些則帶有綠色和紅色LED燈。

上周Nature上發(fā)表的他們的文章介紹說,這一新的自供電功能首次解決了該團隊多年前遇到的一個問題:如何在沒有電線的情況下保持穩(wěn)定的電力供應?

Someya團隊的資深科學家Kenjiro Fukuda說:“我們發(fā)現(xiàn),如果我們只使用電池作為電源,就會面臨不穩(wěn)定的輸出功率這個問題,因為我們無法避免電池更換/充電的問題?!?/p>

為此,該團隊花了三年的時間為他們的傳感器研究輕型自供電系統(tǒng)。Fukuda指出,這需要大量的試錯;最終,他們將一種電子生物傳感器與一種柔性光伏電池(這種電池是該團隊以前創(chuàng)造的一種用于紡織品的電池)集成,從而解決了問題。

這種太陽能電池只有大約10納米寬,由包括氧化鋅在內(nèi)的不同材料層制成,與類似的柔性太陽能電池相比,其效率更高。這些材料層采用納米級光柵圖樣制作,可以提高電池的整體效率,并賦予其獨特的彩虹色。

設(shè)備被制造出來后,研究人員將它們貼在了人體皮膚和老鼠心臟組織上,向它們照射亮光,并成功監(jiān)測到了心跳。此外,Nature上與該文章相關(guān)的一篇編輯評論指出,其心率信號比使用外部電源的類似傳感器的信號要好三倍。

柔性太陽能電池能夠?qū)⒏哌_10.5%的光能轉(zhuǎn)換為電能。這篇編輯評論指出,在已報道出來的超柔性設(shè)備能量轉(zhuǎn)換效率值中,這在最高值之列。

Fukuda說,10.5%的轉(zhuǎn)換效率足以為該團隊的心跳監(jiān)測用生物傳感器(其需要的電壓不到1伏特)供電。該團隊模擬典型的室內(nèi)光線條件,在更弱的光線下對設(shè)備進行了測試,這樣的條件下設(shè)備能持續(xù)良好運轉(zhuǎn)。

Fukuda說,目前這項技術(shù)可以用于監(jiān)測運動過程中的心跳。隨著準確性的提高,該團隊希望它最終能在醫(yī)院中用于監(jiān)測患者的心跳。

接下來,他們將繼續(xù)改進電力供應和設(shè)備耐受空氣、水、熱量和壓力的能力。Fukuda說,他們還在探索如何集成其他類型的生物傳感器,以及如何將生物信號和數(shù)據(jù)最好地傳輸給用戶。

“與有線傳輸和/或內(nèi)存設(shè)備的集成是下一步的重要工作,”他指出。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:日本研究人員開發(fā)出一種可自供電的心跳監(jiān)測器

文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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