1: Az MIT mérnökei által tervezett érzékelő egyfajta elektronikus bőr, vagy „e-skin” – egy rugalmas, félvezető fólia, amely úgy illeszkedik a bőrhöz, mint az elektronikus ragasztószalag. Az érzékelő szíve egy ultravékony, kiváló minőségű gallium-nitrid film, egy olyan anyag, amely piezoelektromos tulajdonságairól ismert, ami azt jelenti, hogy mechanikai igénybevétel hatására elektromos jelet képes létrehozni, és elektromos impulzusra mechanikusan rezegni.
2: A kutatók úgy találták, hogy a gallium-nitrid kétirányú piezoelektromos tulajdonságait ki tudják használni, és az anyagot egyszerre tudják érzékelésre és vezeték nélküli kommunikációra használni.
A kifejlesztett „e-bőr” vezeték nélkül kommunikál, anélkül, hogy beépített chipekre vagy akkumulátorokra lenne szükség. Ezzel megnyitva az utat a chip és vezeték nélküli szenzorok felé.
3: „A chipek sok energiát igényelnek, de a mi eszközünkkel nagyon könnyű rendszert lehetne létrehozni anélkül, hogy áramigényes chipek lennének” – mondja a tanulmány szerzője, Jeehwan Kim, a gépészmérnöki és az anyagtudományi és mérnöki tudományok docense, valamint az Elektronikai Kutatási Laboratórium vezető kutatója.
„Rátehetnénk a testünkre, mint egy kötést, és a mobiltelefonunk vezeték nélküli olvasójával párosítva vezeték nélkül nyomon követhetnénk a pulzusunkat, az izzadságunkat és más biológiai jeleket.”
„Ha bármilyen változás történik a pulzusban, vagy a verejtékben lévő vegyi anyagokban, vagy akár a bőr ultraibolya sugárzásában, mindezek a tevékenységek megváltoztathatják a gallium-nitrid film felületi akusztikus hullámok mintázatát” – jegyzi meg Yeongin Kim társszerző. „A filmünk érzékenysége pedig olyan nagy, hogy képes érzékelni ezeket a változásokat.”
4: A kutatók feltételezték, hogy a bőrre tapadó, gallium-nitrid alapú érzékelőnek saját, eredendő, „rezonáns” rezgése vagy frekvenciája van, amelyet a piezoelektromos anyag egyidejűleg elektromos jellé alakít, amelynek frekvenciáját egy vezeték nélküli vevő regisztrálni tudja. A bőr állapotában bekövetkező bármilyen változás, például a felgyorsult szívverés, befolyásolná az érzékelő mechanikus rezgését és az elektromos jelet, amelyet automatikusan továbbít a vevőegységnek.
5: Az új e-bőrt önkéntesek csuklójára és nyakára helyezték, és egy egyszerű, a közelben tartott antennát használtak, hogy vezeték nélkül regisztrálják az eszköz frekvenciáját anélkül, hogy fizikailag érintkeztek volna magával az érzékelővel. Az eszköz képes volt érzékelni és vezeték nélkül továbbítani az önkéntesek bőrén lévő gallium-nitrid felületi akusztikus hullámainak a szívritmusukkal kapcsolatos változásait.
Cikk forrása és további részletek: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220818141821.htm
Kép forrása: Wikimedia commons/Sinikka Halme (Illusztráció)
