مهندسان MIT حسگر پوستی بی‌سیم بدون تراشه و باتری برای نظارت روی سلامتی ساختند

مهندسان MIT در یک پروژه مهم حسگری پوشیدنی با ارتباطات بی‌سیم ساخته‌اند که می‌تواند برای نظارت بر وضعیت سلامت استفاده شود. این حسگر پوستی تراشه ندارد و به همین خاطر به باتری برای تامین انرژی نیاز پیدا نمی‌کند.

بر اساس اطلاعیه‌ای که در وب‌سایت MIT منتشر شده، حسگر پیشرفته این تیم نوعی پوست الکترونیکی یا e-skin است که در واقع یک نوار معطف و نیمه‌رساناست. این حسگر مانند نوار اسکاچ الکترونیکی به پوست می‌چسبد. «یئونگین کیم»، نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «اگر هر تغییری در ضربان یا ترکیبات شیمیایی عرق یا حتی تابش فرابنفش به پوست به وجود بیاید، الگوی امواج آکوستیک روی این نوار گالیوم نیترید تغییر می‌کند.»

کیم می‌گوید حساسیت نوار آن‌ها چنان زیاد است که می‌تواند همه این تغییرات را شناسایی کند. اکثر حسگرهای بی‌سیم امروزی با تراشه‌های بلوتوث توکار استفاده می‌شوند که تامین انرژی آن‌ها از طریق باتری‌های کوچک صورت می‌گیرد، اما این حسگر سازوکار متفاوتی دارد.

گالیوم نیترید به خاطر قابلیت‌های پیزوالکتریکی خود شناخته می‌شود. این قابلیت‌ها اجازه می‌دهند سیگنال‌های الکتریکی در واکنش به فشار مکانیکی به وجود بیایند و در واکنش به تکانه‌های الکتریکی لرزش مکانیکی داشته باشند. گالیوم نیترید بخش مرکزی نوار نازک و باکیفیت این حسگر است.

حسگر پوستی MIT تراشه و باتری ندارد

پژوهشگران دریافته‌اند که می‌توان از خصوصیت‌های پیزوالکتریکی دوطرفه گالیوم نیترید برای حس کردن و انتقال بی‌سیم اطلاعات استفاده کرد. آن‌ها سپس نمونه‌ای تک کریستالی از این ماده را ساخته و آن را با لایه‌ای از طلا ترکیب کردند تا سیگنال‌های الکتریکی ورودی و خروجی را تقویت کنند.

مهندسان در آزمایش‌های خود نشان دادند که گالیوم نیترید می‌تواند در واکنش به ضربان قلب و نمک موجود در عرق بدن بلرزد و این لرزش سیگنالی الکتریکی را به وجود می‌آورد که قابل خواندن توسط یک دستگاه گیرنده در نزدیکی حسگر است. از همین طریق می‌توان بدون نیاز به تراشه یا باتری اطلاعات را به‌صورت بی‌سیم منتقل کرد.

کیم می‌گوید: «این حسگر را مثل بانداژ روی بدن خود ببندید و آن را به‌طور بی‌سیم با تلفن هوشمند خود جفت کنید تا ضربان، تعریق و سایر علائم بیولوژیکی را ارزیابی کنید.» دلیل انتخاب گالیوم نیترید و طلا برای این فناوری، افزون بر قابلیت‌های متعددی که دارند، دستیابی به ضخامت 250 نانومتری بوده است.

این حسگر در آزمایش‌ها توانست تغییرات امواج آکوستیک سطحی گالیوم نیترید روی پوست را شناسایی و داده‌های آن را منتقل کند. به گفته دانشمندان این دستاورد اولین گام در زمینه دستیابی به حسگرهای بدون تراشه بی‌سیم است. نتایج مطالعات پژوهشگران در مجله علمی Science منتشر شده است.

اگر دوست داشتید می‌توانید این مطلب را با دوستان‌تان در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک بگذارید.