Un team di ricercatori della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Hong Kong (HKU) ha sviluppato un sistema delle dimensioni di una moneta in grado di leggere deboli segnali elettrochimici e può essere utilizzato per il monitoraggio sanitario personalizzato e la misurazione di condizioni come diabete, malattie cardiovascolari e salute mentale. La scoperta è stata pubblicata sulla copertina di Chimica analitica .

Il sistema PERfECT, acronimo di Lettore elettronico personalizzato per transistor elettrochimici, è il sistema più piccolo al mondo nel suo genere, misura 1,5 cm x 1,5 cm x 0,2 cm e pesa solo 0,4 grammi. È facilmente indossabile, ad esempio integrato con uno smartwatch o come cerotto, per consentire il monitoraggio continuo di segnali biologici come i livelli di glucosio e le concentrazioni di anticorpi nel sangue e persino nel sudore.

"Il nostro sistema indossabile è minuscolo, morbido e impercettibile per chi lo indossa e può eseguire un monitoraggio continuo delle condizioni del nostro corpo. Queste caratteristiche significano che ha il potenziale per rivoluzionare la tecnologia sanitaria", ha affermato il dott. Shiming Zhang del Dipartimento di elettricità ed elettronica Engineering, che guida il gruppo di ricerca HKU WISE (wearable, intelligent and soft electronics) per lo sviluppo del sistema.

La tecnologia segna un grande passo avanti per i transistor elettrochimici organici, che sono ampiamente considerati la tecnologia di rilevamento di prossima generazione per la loro stabilità all'acqua e l'elevata sensibilità a bassa tensione operativa (milli-volt) ma che, fino ad ora, mancavano di un sistema wireless all'interno del quale operare.

Il sistema indossabile PERFECT riempie quella nicchia. È in grado di caratterizzare con precisione le prestazioni complessive del transistor elettrochimico, con una frequenza di campionamento dei dati fino a 200 kilocampioni al secondo, una prestazione alla pari di ingombranti apparecchiature commerciali. Ma il prezzo è solo un decimo di quello commerciale. Può anche fungere da stazione elettrochimica miniaturizzata per dispositivi indossabili e misurare le uscite di altri tipi di transistor a bassa tensione, come i transistor a effetto di campo con controllo dell'elettrolita e i transistor a film sottile con gate dielettrico ad alta k.

Il sistema potrebbe essere applicato immediatamente in più sistemi indossabili basati su transistor a bassa tensione. Il gruppo del Dr. Zhang ha formato una start-up, SESIC, per rendere accessibile la tecnologia.

"Siamo stati in grado di sviluppare il sistema PERfECT grazie alla cultura unica e interdisciplinare del gruppo di ricerca HKU WISE, che comprende ricercatori di ingegneria elettrica, chimica applicata, ingegneria biomedica, microelettronica e ingegneria del software. recluta giovani e promettenti studenti universitari e post-laurea nel nostro team", ha affermato il dottor Zhang, che lavora su tecnologie indossabili per l'assistenza sanitaria digitale dal 2013, quando era un dottorato di ricerca. studente.

Gli studenti WISE hanno vinto numerosi premi per le loro innovazioni creative sulla tecnologia sanitaria indossabile, tra cui la Hong Kong Academy of Engineering Sciences (HKAES) 2021-22 University Pitch Competition on Global Grand Challenges, che li ha qualificati come uno dei soli cinque team dalla Cina per il Concorso Studentesco Internazionale del 5° Global Grand Challenges Summit; Premio per la migliore presentazione della Materials Research Society (MRS) (autunno 2021); L'IEEE Engineering in Medicine and Biology Society Project Competition Award (2021); e The InnoShow Awards (vincendo due volte, 2021 e 2022).

"La visione di WISE è quella di promuovere la transizione dall'assistenza sanitaria 'incentrata sull'ospedale' a quella 'incentrata sull'uomo' sviluppando tecnologie elettroniche indossabili, intelligenti e morbide di prossima generazione, da cui il nome WISE", ha affermato il professor Zhang. + Esplora ulteriormente

Focus sui transistor organici per sensori sanitari all'interno degli organismi viventi