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    西安交大開發出自供電柔性有機集成電子器件

       2022-09-19 三秦都市報—三秦網3840
    核心提示:近年來,可用于實時監測人體健康情況和生物信息的生物電子器件受到廣泛關注。近日記者從西安交通大學獲悉,該??蒲腥藛T開發出用于眼部健康監測的自供電柔性有機集成電子器件,并有望集成在隱形眼鏡上,用于長期無創體內監測和疾病診斷。

    近年來,可用于實時監測人體健康情況和生物信息的生物電子器件受到廣泛關注。近日記者從西安交通大學獲悉,該??蒲腥藛T開發出用于眼部健康監測的自供電柔性有機集成電子器件,并有望集成在隱形眼鏡上,用于長期無創體內監測和疾病診斷。

    據了解,近年來可穿戴器件雖已成功用于監測心電圖、脈搏血氧、葡萄糖等,可以滿足日常人體身體健康監測需求,但已有的可穿戴器件如手表、手環等體積較大,監測葡萄糖的器件仍為有創檢測且為剛性,與人體皮膚兼容性差且受電源與器件穩定性影響,其壽命較短。能源供給是可穿戴電子器件發展的一個主要限制因素。下一代生物電子器件應具備自供電功能且擺脫笨重的外部電源和布線。目前已報道的用于可穿戴和可植入生物電子設備的納米發電機和生物燃料電池的能量轉換效率低且供電不穩定,難以滿足復雜傳感系統和信號傳輸系統的能量需求。

    針對以上問題,西安交通大學金屬材料強度國家實驗室馬偉教授聯合電氣學院王來利教授團隊研發了一種由有機太陽能電池(OSC)自供電的基于有機電化學晶體管(OECT)的柔性多路傳感器,該器件可在室內光驅動下用于監測淚液中葡萄糖和Ca2+的濃度。該集成器件由溶液刮涂法和熱蒸發的簡單工藝制得,具有批量生產的巨大潛力。

    通過優化OECT溝道活性層的形貌,傳感器對生物標志物的濃度變化有著顯著響應。在不使用其他電路元件(如電阻器和電容器)的情況下,可以通過選擇合適的OSC活性層和傳輸界面層來調制OSC的輸出,滿足OECT傳感器的供電要求。傳感器所得信號可以通過集成的NFC單元無線傳輸到便攜設備。該集成器件成功地監測到了一天中不同時間點淚液中葡萄糖和Ca2+的濃度變化。這種自供電多路傳感器件有望集成在隱形眼鏡上,用于長期無創體內監測和疾病診斷。

     
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