Platformă integrată de monitorizare a sănătății fiziologice prin senzori flexibili
Un sistem purtabil de monitorizare a sănătății, care integrează fără probleme funcțiile de senzare și memorie, are o mare importanță pentru achiziția și procesarea în timp real a semnalelor fiziologice.
Cu toate acestea, soluțiile tradiționale care se bazează pe integrarea hibridă a memoriei rigide pe bază de siliciu cu senzori flexibili se confruntă cu probleme de nepotrivire mecanică și complexitate a interfeței, limitând astfel aplicațiile lor practice în monitorizarea continuă a fiziologiei. O echipă de cercetare a dezvoltat recent un sistem complet flexibil de integrare a senzorilor și memoriei. Acest sistem, fabricat printr-un proces de spin-coating de soluție cu costuri reduse, integrează o memorie pe bază de tranzistori organici cu un senzor de presiune, ambele fiind flexibile.
Studiul a fost realizat de cercetători de la Universitatea de Tehnologie Taiyuan și Universitatea din Tokyo, care au propus un sistem de memorie-senzor integrat monolitic. Senzorul de presiune are un interval de funcționare larg, cuprins între 0 și 40 kPa, un timp de răspuns rapid de 34 ms și menține o performanță stabilă după 5.000 de cicluri de îndoire, funcționând la temperaturi între −20 °C și 60 °C. Atunci când este atașat la articulațiile degetelor, încheieturi și gâtul uman, dispozitivul generează semnale de variație a curentului care urmăresc cu precizie unghiurile de îndoire ale articulațiilor și tusea intermitentă.
Memoria integrată pe bază de tranzistori cu poartă flotantă prezintă o fereastră de memorie mare de 18 V sub biasuri de programare/ștergere de ±80 V, un timp de retenție ce depășește 10⁵ secunde și rămâne stabilă după 3.000 de cicluri de îndoire. Echipa de cercetare a utilizat un aranjament de memorie 1×9 pentru a stoca caractere ASCII codificate pe 7 biți împreună cu două biți de verificare, informațiile stocate fiind transmise wireless către o aplicație mobilă prin tehnologia Bluetooth Low Energy.
Analiza comparativă arată că acest sistem integrat oferă un timp de răspuns mai scurt și o capacitate de retenție a datelor mai lungă în comparație cu senzorii de presiune pe bază de OTFT și memoriile organice utilizate pentru monitorizarea fiziologică. Cercetătorii au subliniat că această integrare profundă a senzorilor și memoriei abordează principalul obstacol al separării între achiziția și procesarea datelor în dispozitivele purtabile tradiționale. Aceasta oferă o platformă tehnologică inovatoare pentru realizarea unei pieli electronice flexibile, cu costuri reduse, capabile de senzare fiziologică simultană, stocare de date și transmitere wireless.
