Sensor tekanan bertegangan rendah dan berdaya rendah untuk memantau kesehatan
Electronics

Sensor tekanan bertegangan rendah dan berdaya rendah untuk memantau kesehatan


Sensor Tekanan Iontronik menawarkan penginderaan tekanan bertegangan rendah dan berdaya rendah. Struktur mikropiramidalnya meningkatkan kepekaan. Kredit: Lab Khademhosseini

Kemajuan teknologi terkini telah membuka banyak kemungkinan untuk menggunakan sensor yang dapat dikenakan dan ditanamkan untuk memantau berbagai indikator kesehatan pasien. Sensor tekanan yang dapat dikenakan dirancang untuk merespons perubahan yang sangat kecil pada tekanan tubuh, sehingga fungsi fisik seperti denyut nadi, tekanan darah, kecepatan pernapasan, dan bahkan perubahan halus dalam getaran pita suara dapat dipantau secara real time dengan tingkat sensitivitas tinggi.

Respons semacam itu terjadi ketika zat di ‘gerbang’ sensor, atau memungkinkan sinyal tekanan yang dipilih untuk melewati transistor, yang kemudian menghantarkan dan memperkuat sinyal ini untuk dideteksi. Jenis transistor baru-baru ini, transistor elektrokimia organik (OECT), telah menunjukkan kemampuan amplifikasi sinyal yang superior pada voltase dan konsumsi daya yang lebih rendah. Namun, ada sedikit eksplorasi OECT untuk digunakan dalam sensor tekanan karena biasanya dipasangkan dengan zat gerbang cair, yang tidak merespons tekanan eksternal dengan baik.

Tim kolaboratif dari Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) telah menemukan cara untuk mengatasi masalah ini guna mengembangkan OECT lembut untuk sensor tekanan yang dapat dikenakan. Mereka pertama kali bereksperimen dengan jenis zat pelindung padat — zat bermuatan agar-agar yang disebut hidrogel ionik. Karena karakteristik fisik gel ini, mereka berhasil menunjukkan peningkatan penginderaan tekanan saat mereka menggunakannya bersama dengan OECT.

Tim kemudian mengambil temuan ini selangkah lebih maju dengan membuat hidrogel ionik dengan mikrostruktur piramidal kecil yang membantu meningkatkan sensitivitas tekanan yang dapat diukur. “Deformitas mikrostruktur hidrogel sebagai respons terhadap tekanan yang diterapkan meningkatkan perubahan kapasitansi pada elektroda gerbang,” jelas Yangzhi Zhu, Ph.D., bagian dari tim TIBI. “Ini meningkatkan kemampuan untuk mendeteksi sinyal tekanan yang sangat halus.”

Tim juga menemukan bahwa hidrogel berstruktur mikro memungkinkan mereka memperoleh sensitivitas tekanan yang lebih tinggi yang dapat disesuaikan dengan mengubah tegangan gerbang yang diterapkan. Selain itu, sensor yang dioptimalkan ini dapat beroperasi pada tegangan operasi rendah dan konsumsi daya rendah. Fitur-fitur ini digabungkan untuk membuat sensor tekanan berkinerja tinggi yang ekonomis, tahan lama, dan hemat energi — keuntungan yang jelas untuk perangkat yang dimaksudkan untuk mengumpulkan data jangka panjang dan waktu nyata.

“Biaya rendah, konsumsi daya rendah, dan sensitivitas tinggi adalah keunggulan melekat OECT. Ini adalah demonstrasi pertama penggunaan OECT untuk aplikasi penginderaan tekanan dengan menggunakan hidrogel lembut sebagai media gerbang,” kata Shiming Zhang, Ph.D., Anggota fakultas terafiliasi TIBI yang merupakan asisten profesor di Departemen Teknik Elektro dan Elektronik dan Universitas Hong Kong. “Ini membuka peluang baru bagi OECT menuju aplikasi penginderaan tekanan in vivo di masa mendatang.”

“Memiliki perangkat penginderaan tekanan yang tahan lama dan hemat energi merupakan aset nyata bagi pasien yang membutuhkan pemantauan jangka panjang, dan memfasilitasi kemampuan untuk memantau sendiri di rumah,” kata Ali Khademhosseini, Ph.D., direktur TIBI dan CEO. “Kemajuan yang diperoleh di sini dalam pengembangan sensor tekanan adalah salah satu dari banyak contoh pekerjaan yang kami lakukan untuk meningkatkan kesehatan pasien.”


Perangkat peka tekanan yang dapat dikenakan untuk penggunaan medis


Informasi lebih lanjut:
Xiaochen Wang et al, A Sub-1-V, Sensor Tekanan Iontronik Konsumsi Daya Microwatt Berdasarkan Transistor Elektrokimia Organik, Surat Perangkat Elektron IEEE (2020). DOI: 10.1109 / LED.2020.3042310

Disediakan oleh Terasaki Institute for Biomedical Innovation

Kutipan: Sensor tekanan bertegangan rendah dan berdaya rendah untuk memantau kesehatan (2021, 9 Maret) diambil pada 9 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-low-voltage-low-power-pressure-sensors- health.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong