미국 엔지니어 그룹이 칩이나 전원 공급 장치를 포함하지 않는 무선 액세스가 가능한 전자 패치의 프로토타입을 개발했습니다. 개발을 통해 사람들의 건강을 모니터링하기 위한 매우 편안한 웨어러블 센서를 만들 수 있습니다. 이러한 센서는 유선 연결이 필요하지 않으며 부피가 큰 배터리, 컨트롤러 및 송신기에 의존하지 않습니다.
이 개발은 질화갈륨으로 무결함 초박막을 성장시키는 미국 과학자들의 연구를 기반으로 합니다. 이 기술을 사용하면 그래핀 기판에서 가장 순수한 단결정 반도체 필름을 성장시킨 다음 문제 없이 나중에 사용할 수 있도록 벗겨낼 수 있습니다.
질화갈륨은 압전 특성이 특징입니다. 변형에 대한 응답으로 전기 신호를 생성하고 전기 충격에 응답하여 기계적 진동을 수행할 수 있습니다. 전기 신호를 증폭하기 위해 과학자들은 가장 얇은 금 "메쉬"를 질화갈륨 표면에 적용했습니다. 소자의 두께는 250nm로 사람 머리카락보다 약 100배 가늘다.
제시된 센서는 패치처럼 피부에 접착됩니다. 그들의 감도는 사람의 심장 박동에 반응하고 땀에 묻은 소금에 반응하기에 충분했습니다. 재료의 진동은 근처의 수신기에서 비접촉 방식으로 읽을 수 있는 전기 신호를 생성합니다. 즉, 이 장치는 칩이나 배터리 없이도 무선으로 감각 정보를 전송할 수 있었습니다.
피부에 부착된 센서는 고유한 "공명" 진동 주파수를 가지고 있습니다. 동시에 이러한 진동은 전기 신호로 변환되며 그 주파수는 무선 수신기에 의해 등록될 수 있습니다. 심박수 증가와 같은 피부 상태의 변화는 센서의 기계적 진동과 센서가 자동으로 수신기로 전송하는 전기 신호에 영향을 미칩니다. 마찬가지로 이 장치는 땀의 화학적 조성 변화에 반응합니다. 바이오마커 센서를 변경하여 사람의 상태에 대한 광범위한 매개변수를 모니터링할 수 있습니다.
연구의 저자들은 “맥박에 변화가 있거나 땀의 화학물질이 있거나 피부의 자외선 노출이 있는 경우 이러한 모든 작용이 질화갈륨막의 표면 탄성파 패턴을 변경할 수 있습니다. "그리고 우리 필름의 감도가 너무 높아서 이러한 변화를 감지할 수 있습니다."
2022-08-19 16:15:09
작가: Vitalii Babkin