Akkumulátor nélküli nanoszenzorok nyithatnak utat az új generációs viselhető eszközök előtt

A Surrey Egyetem kutatói szerint az akkumulátor és vezeték nélkül működő nanoszenzorok kényelmesebb, kevésbé zavaró otthoni alvás- és egészségmonitorozást tehetnek lehetővé. A megoldás puha szenzorszövetként működik, amelyet ruházatba vagy következő generációs viselhető eszközökbe lehet integrálni, és saját energiáját enyhe mozgásokból, például légzésből, járásból vagy alvás közbeni forgolódásból nyeri.

A hagyományos rendszerek okosórákban és más viselhető eszközökben akkumulátorokra és rendszeres töltésre támaszkodnak. Az új technológia ezzel szemben önellátó működésre épül, ami folyamatos adatgyűjtést tesz lehetővé – töltés nélkül.

A brit tudósok célja az volt, hogy kényelmesebb és kevésbé feltűnő megoldást hozzanak létre az otthoni egészségmegfigyeléshez, ezért egy 16 szenzorból álló készletet teszteltek, amely különböző alvásmintákat és testmozgásokat tud követni. Az eredmények alapján a technológia alkalmazható lehet alvászavarok monitorozásában és demenciagondozásban, vagyis olyan egészségügyi területeken, ahol a kényelem, a megbízhatóság és a folyamatos adatgyűjtés kiemelten fontos.

„Az eszköz képes nagyon finom emberi mozgásokat érzékelni, és közben elegendő energiát termel az alacsony fogyasztású elektronikák működtetéséhez még enyhe mozgásból is, lehetővé téve a valóban folyamatos, karbantartásmentes érzékelést” – magyarázta Sajib Roy kutató.

Nanoszenzorok önellátó működése

A csapat a fejlesztés során arra összpontosított, hogy a szenzor alacsony frekvenciájú emberi mozgások esetén is nagy érzékenységgel működjön, miközben önállóan állít elő működéséhez szükséges energiát. Ez a kombináció lehetővé teszi, hogy az eszköz hosszabb ideig üzemeljen külső beavatkozás nélkül, ami kulcsfontosságú az otthoni egészségmonitorozás szempontjából.

A munkáról publikált tanulmány az egyik legérzékenyebb, önellátó nyomásérzékelőt mutatja be alacsony frekvenciájú emberi mozgásokhoz. Az eszköz rendkívül vékony nanorostos szerkezeten alapul, amelyet egy bóralapú kétdimenziós nanoanyag, a borofén rugalmas polimerbe ágyazásával hoztak létre.

Amikor nyomás vagy mozgás éri az anyagot, saját elektromos jelet generál, így nincs szükség akkumulátorra. A keletkező jelek pedig elég erősek ahhoz, hogy alacsony energiaigényű elektronikát működtessenek.

Ez a megoldás megnyitja az utat a hosszú távú, karbantartásmentes megfigyelés előtt az egészségügyben, a viselhető eszközökben és az intelligens környezetekben.

A technológia egyik fontos jellemzője, hogy puha szenzorszövetként illeszthető ruházatba vagy jövőbeli viselhető eszközökbe. Ez lehetővé teszi, hogy a felhasználók anélkül kapjanak folyamatos adatokat mozgásukról vagy alvási mintáikról, hogy külön eszközöket kellene viselniük vagy rendszeresen tölteniük.

A Surrey Egyetem kutatói a továbbiakban a valós idejű klinikai tesztek felé kívánnak továbblépni, hogy megvizsgálják a technológia gyakorlati alkalmazhatóságát különböző egészségügyi környezetekben. A fejlesztés célja továbbra is az, hogy kényelmes, nem zavaró és folyamatos adatgyűjtést biztosító megoldásokat hozzanak létre az otthoni és intézményi ellátás számára.

Gábor János, NEW technology