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  • Nuovo sensore di pressione indossabile in metallo liquido per applicazioni di monitoraggio sanitario

    Attestazione:KAIST

    I sensori di pressione morbida hanno ricevuto una significativa attenzione da parte della ricerca in una varietà di campi, compresa la robotica morbida, pelle elettronica, ed elettronica indossabile. I sensori di pressione morbida indossabili hanno un grande potenziale per il monitoraggio della salute in tempo reale e per la diagnosi precoce delle malattie.

    Un team di ricerca KAIST guidato dal professor Inkyu Park del Dipartimento di ingegneria meccanica ha sviluppato un sensore di pressione indossabile altamente sensibile per applicazioni di monitoraggio della salute. Questo lavoro è stato segnalato in Materiali sanitari avanzati il 21 novembre come articolo di copertina.

    Questa tecnologia è in grado di sensibilizzare, preciso, e misurazione continua dei segnali fisiologici e fisici e mostra un grande potenziale per le applicazioni di monitoraggio della salute e la diagnosi precoce delle malattie.

    Un sensore di pressione morbido è necessario per avere un'elevata compliance, alta sensibilità, basso costo, stabilità delle prestazioni a lungo termine, e stabilità ambientale per essere impiegati per il monitoraggio continuo della salute. I sensori di pressione morbida allo stato solido convenzionali che utilizzano materiali funzionali tra cui nanotubi di carbonio e grafene hanno mostrato grandi prestazioni di rilevamento. Però, questi sensori soffrono di un'elasticità limitata, segnale alla deriva, e instabilità a lungo termine dovuta alla distanza tra il substrato estensibile e i materiali funzionali.

    Attestazione:KAIST

    Per superare questi problemi, l'elettronica allo stato liquido che utilizza metallo liquido è stata introdotta per varie applicazioni indossabili. Di questi materiali, Galinstan, una lega metallica eutettica di gallio, indio, e stagno, ha grandi proprietà meccaniche ed elettriche che possono essere impiegate in applicazioni indossabili. Ma i sensori di pressione a base di metallo liquido di oggi hanno una sensibilità alla bassa pressione, limitando la loro applicabilità ai dispositivi di monitoraggio sanitario.

    Il team di ricerca ha sviluppato un microbump rigido stampato in 3D integrato in una matrice, sensore di pressione morbido a base di metallo liquido. Con l'aiuto della stampa 3D, l'integrazione di una matrice rigida di microbump e dello stampo principale per un microcanale di metallo liquido potrebbe essere ottenuta contemporaneamente, riducendo la complessità del processo produttivo. Attraverso l'integrazione del microbump rigido e del microchannel, il nuovo sensore di pressione ha un limite di rilevamento estremamente basso e una maggiore sensibilità alla pressione rispetto ai sensori di pressione a base di metallo liquido precedentemente riportati. Il sensore proposto ha anche una deriva del segnale trascurabile oltre 10, 000 cicli di pressione, piegarsi, e allungamento e ha mostrato un'eccellente stabilità quando sottoposto a varie condizioni ambientali.

    Questi risultati di prestazioni lo rendono un sensore eccellente per vari dispositivi di monitoraggio della salute. Primo, il team di ricerca ha dimostrato un dispositivo da polso indossabile in grado di monitorare continuamente il proprio polso durante l'esercizio e di essere impiegato in un sistema di monitoraggio della PA senza bracciale non invasivo basato sui calcoli PTT. Quindi, hanno introdotto un sistema di monitoraggio della pressione del tallone indossabile wireless che integra tre 3-D-BLiPS con un modulo di comunicazione wireless.

    Il professor Park ha detto, "È stato possibile misurare continuamente indicatori di salute tra cui polso e pressione sanguigna, nonché la pressione delle parti del corpo utilizzando il nostro sensore di pressione morbido proposto. Ci aspettiamo che venga utilizzato in applicazioni sanitarie, come la prevenzione e il monitoraggio delle malattie da pressione come le ulcere da pressione nel prossimo futuro. Ci saranno più opportunità per la ricerca futura, incluso un sistema di monitoraggio della pressione del corpo intero correlato ad altri parametri fisici".


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