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穿戴式设备再进化,日本研发OK绷大小的太阳能心律感测器

若要开发出小型、轻便且可挠的穿戴式电子设备,其中的电池也必须符合这些条件,因此目前可挠式穿戴装置最大的挑战在于找出最方便的供电方式,而近期日本科学家研发出太阳能穿戴式心脏感测器,直接让设备达到自供电效果,进一步扩大穿戴式装置在医疗科技的应用范围。继续阅读…...  

若要开发出小型、轻便且可挠的穿戴式电子设备,其中的电池也必须符合这些条件,因此目前可挠式穿戴装置最大的挑战在于找出最方便的供电方式,而近期日本科学家研发出太阳能穿戴式心脏感测器,直接让设备达到自供电效果,进一步扩大穿戴式装置在医疗科技的应用范围。

新型太阳能穿戴式心律感测器乍看之下跟普通 OK 绷一样,但实验证明它可准确测量人体与老鼠的心律。日本理化学研究所(RIKEN)与东京大学将用于生物感测的有机电化学晶体管整合到有机太阳能电池中,除了缩小心律感测器的体积,使用者也不用再频繁更换电池。

其中有机太阳能为近年来备受瞩目的太阳能设备,由于其不仅能透过低价材料与简易印刷技术制造,该电池还可以制造成半透明、柔软、可挠式样式,更有机会整合到建筑物、车辆、衣服与织品中,应用范围有望比当今的硅晶太阳能还要广泛。

根据团队在《Nature》上发表的研究,该研究背后功臣为采用奈米光栅(nano-grating)表面的太阳能吸收层,让有机太阳能板可实现高转换效率与独立的光入射角度。

新型设备搭载的有机太阳能转换效率为 10.5%,功率重量比更高达每克 11.46 w,且在 900 次重复抗压试验后,光电转换效率仅下降 25%,从 9.82% 降至 7.33%,与 60 度光入射角度下的非光栅元件相比,光转换效率提高了 45%。

为了打造轻薄又可挠的太阳能穿戴式心律感测器,研究人员将有机太阳能电池与有机电化学晶体管感测装置整合在 1 μm 薄的基板上,实验指出,该设备可在人体皮肤上检测心跳或直接在老鼠心脏上纪录心电图讯号。

研究表示,该装置可在 10,000 Lux 亮度下稳定运行,其亮度约等于烈日时站在大树下乘凉。且新型太阳能穿戴式心律感测器由于不含电线,运作时也不会发出任何噪音。

RIKEN 创发物性科学研究中心研究员福田宪二郎(Kenjiro Fukuda)表示,该研发为穿戴式自供电感测器铺平了道路,未来除了进一步提升性能,团队也致力于开发可挠式储存设备,并持续与其他团队合作制造更加实用的设备。

  • Stick-On Solar-Powered Heart Monitor Fits on a Finger
  • A self-powered heart monitor taped to the skin

(首图来源:RIKEN创发物性科学研究中心。文/DaisyChuang)

今天刊登了《穿戴式设备再进化,日本研发OK绷大小的太阳能心律感测器》一文


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