Un gruppo di ingegneri americani ha sviluppato un prototipo di patch elettronica con accesso wireless, che non include chip o alimentatori. Lo sviluppo consente di creare sensori indossabili estremamente confortevoli per il monitoraggio della salute delle persone. Tali sensori non necessitano di una connessione cablata e non dipendono da batterie ingombranti, controller e trasmettitori.
Lo sviluppo si basa sul lavoro di scienziati americani sulla coltivazione di film ultrasottili privi di difetti dal nitruro di gallio. La tecnologia consente di far crescere i film semiconduttori a cristallo singolo più puri su un substrato di grafene e quindi staccarli per un ulteriore utilizzo senza problemi.
Il nitruro di gallio è caratterizzato da proprietà piezoelettriche. Può sia generare un segnale elettrico in risposta alla deformazione, sia eseguire vibrazioni meccaniche in risposta a impulsi elettrici. Per amplificare il segnale elettrico, gli scienziati hanno applicato la più sottile "rete" d'oro sulla superficie del nitruro di gallio. Lo spessore dell'elemento era di 250 nm, che è circa 100 volte più sottile di un capello umano.
I sensori presentati sono incollati alla pelle come una toppa. La loro sensibilità era sufficiente per vibrare in risposta al battito cardiaco di una persona, oltre a rispondere al sale nel suo sudore. Le vibrazioni del materiale generano un segnale elettrico che può essere letto senza contatto da un ricevitore vicino. In altre parole, il dispositivo è stato in grado di trasmettere informazioni sensoriali in modalità wireless senza la necessità di un chip o di una batteria.
Il sensore incollato alla pelle ha una propria frequenza di vibrazione "risonante". Allo stesso tempo, queste vibrazioni vengono convertite in un segnale elettrico, la cui frequenza può essere registrata da un ricevitore wireless. Qualsiasi cambiamento nelle condizioni della pelle, come un aumento della frequenza cardiaca, influenzerà le vibrazioni meccaniche del sensore e il segnale elettrico che trasmette automaticamente al ricevitore. Allo stesso modo, il dispositivo reagisce ai cambiamenti nella composizione chimica del sudore. Modificando i sensori dei biomarcatori, è possibile monitorare un'ampia gamma di parametri delle condizioni di una persona.
"Se ci sono cambiamenti nel polso, sostanze chimiche nel sudore o persino esposizione ai raggi ultravioletti della pelle, tutte queste azioni possono cambiare il modello delle onde acustiche superficiali sul film di nitruro di gallio", osservano gli autori dello studio. "E la sensibilità del nostro film è così alta che può rilevare questi cambiamenti".
2022-08-19 16:15:09
Autore: Vitalii Babkin