El monitoreo de la salud es un gran desafío en los sensores autopoderados para distinguir diferentes señales al mismo tiempo. Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Hebei de Penn State y China resolvieron el problema al descubrir una nueva propiedad del contenido del sensor, lo que ayudó al equipo a desarrollar un nuevo tipo de sensor flexible que tanto la temperatura como el estrés físico. Indicadores diferentes.
Huno “Larry” Cheng, James L. Henderson, Profesor Asociado Junior Memorial para Ciencias de la Ingeniería y Mecánica (ESM) Ciencia y mecánica de ingeniería (ESM) “Huanio” Larry “Cheng. Comunicaciones de la naturaleza. “Los cambios de temperatura y la deformación física o la tensión son producidos por la herida de curación midiendo adecuadamente, y se mide que al separar ambas señales, puede revolucionar la aptitud de las heridas. Se puede identificar una imagen clara del proceso de curación.
Los investigadores tienen como objetivo medir con precisión la grafina inducida por láser, materiales dos dimensionales (2D) sin ningún gesto de temperatura y tensión cruzada. Al igual que todos los materiales 2D, incluida la grafina regular, la grafina inducida por láser también es de unos pocos grasas nucleares, que tiene propiedades únicas, pero con un giro. El láser indujo grafina (LIG) cuando el láser calienta algunos materiales ricos en carbono, como el plástico o la madera en una manera que convierte su superficie en la estructura de grafina. El láser “escribe” la grafina en el material directamente en el material, lo que lo convierte en una forma fácil y expansiva de desarrollar muestras de grafina para electrónica, sensores y dispositivos de energía.
LIG se ha utilizado en varias aplicaciones antes. Anteriormente, Cheng y su equipo usaron LIG para sensores de gas, detectores electroquímicos, supercapacadores y más para el análisis de sudor. Sin embargo, los investigadores dijeron que creen que han sido descubiertos por primera vez una nueva propiedad de LIG, lo que la hace ideal para un sensor múltiple y preciso.
“En este estudio en particular, nos hemos encontrado con el hecho de que el material también tiene propiedades termo eléctricas”, dijo Cheng. “Creemos que esta es la primera vez que cualquiera ha informado que la grafina afectada por el láser mantiene las capacidades termo eléctricas. Y es realmente importante que lo que estamos tratando de hacer aquí, qué temperatura cambia. Y medir tanto el estrés físico o la deformación por separado .
Las propiedades termo eléctricas en una sustancia se refieren a la capacidad de cambiar las diferencias de temperatura y la capacidad de reemplazar el viceversa, que puede usarse para aplicaciones como la recolección de energía y la detección de temperatura, Según Cheng, esta propiedad termo eléctrica recientemente identificada de LIG simplifica dos aplicaciones de medición de sensores y atención médica, como el sensor integrado en una tira.
“Cuando tiene material sensible tanto a las temperaturas como a las tensiones, puede ser difícil saber qué material de señal está causando un cambio”, dijo Cheng. “Pero usando este efecto termo eléctrico en la grafina inducida por láser, podemos duplicar estas dos medidas. Podemos ver la resistencia de la potencia para descubrir el estrés, mientras que la temperatura determina. imagen clara de la misma.
También señaló que el sensor es altamente sensible, lo que muestra cambios de temperatura menos de 0.5 grados de temperatura Celsius. El diseño del material se beneficia de la forma en que los componentes inseguros de grafina y termo eléctrico funcionan juntos, lo que hace que el calor sea cuatro veces mejor para convertir el calor a la electricidad. El sensor también se extiende hasta 45 %, así como de acuerdo con diferentes formas y superficies, sin ninguna función.
“La estructura insegura de esta sustancia crea muchos lugares y canales pequeños que le permiten interactuar con su entorno de una manera muy sensible”, dijo Cheng. “Es adecuado para la interfaz con tejidos blandos humanos, que se basa en materiales termo eléctricos más severos, como la cerámica”.
Dado que el aspecto termo eléctrico de la LIG también significa que cuando la temperatura es diferente, puede generar potencia de electricidad, por lo que los sensores LIG tienen su propia resistencia. Según Cheng, puede ser útil en entornos clínicos particulares y útil de otras aplicaciones, como ayudar a detectar incendios en ubicaciones remotas.
Además de mejorar el sensor, el equipo está desarrollando un sistema inalámbrico que permitirá a las personas monitorear los datos de sensores distantes. Esto permitirá detectar información importante en tiempo real utilizando teléfonos inteligentes u otros dispositivos, como la temperatura o el estrés.
“Por ejemplo, el médico puede monitorear la condición del paciente desde lejos, o los encuestados de emergencia pueden recibir alertas sobre los peligrosos cambios de temperatura”, dijo Cheng. “El propósito de estos desarrollos es hacer que la tecnología sea más capaz y eficiente, lo que ayuda a mejorar el monitoreo y la seguridad de la salud en las condiciones cotidianas”.
Junto con Cheng, otros autores de documentos incluyen Ankin Dutta, estudiantes de posgrado en ciencias de la ingeniería y mecánica en Penn State. Y Lee Yang, Zio Chen, Hui Zhang, Zhan Wang, Mangiang Zan, Shuji du y Gujji, son todos de la Universidad Tecnológica.
Los organizadores nacionales de salud y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Apoyaron el trabajo.
