MIT פיתחה חיישן לביש ללא שבב או סוללה
29 אוגוסט, 2022
החיישן הינו סרט דקיק המורכב מגאליום-ניטריד טהור, המייצר מתח חשמלי בעקבות שינויים פיזיולוגיים, ואת המתח החשמלי ניתן לקלוט באנטנת סמרטפון סמוכה. הפיתוח עשוי להוות חלופה נטולת שבבים לחיישני הניטור הרפואיים
מהנדסים באוניברסיטת MIT במסצ'וסטס, ארצות הברית, הצליחו לפתח חיישן לביש, המורכב משכבה דקיקה של מוליך-למחצה, ומסוגל "לחוש" שינויים בפרמטרים גופניים כמו דופק וזיעה ולשדר אלחוטית את האותות אל מקלט סמוך, וכל זאת ללא צורך ברכיב בלוטות', סוללה או שבב כלשהו.
ההתקן הינו סרט דקיק הנצמד אל העור ומשמש כמעין "עור אלקטרוני" (e-skin), המייצר מתח חשמלי בתגובה לשינויים פיזיולוגיים. הסרט עשוי מהמוליך-למחצה גאליום-ניטריד, חומר נפוץ מאוד בתעשיית השבבים. גאליום-ניטריד הוא בעל תכונה אלקטרופיזית הקרויה פיאזואלקטריות, המאפיינת גם סוגים שונים של גבישים כמו קווארץ. פיאזואלקטריות פירושה שגאליום-ניטריד מייצר מתח חשמלי בתגובה ללחץ מכני, ורוטט בתגובה למתח חשמלי.
בהתקן, שכבת הגאליום-ניטריד מתחילה לרטוט בתגובה לגלים האקוסטיים שמייצרות פעימות הדופק על גבי המשטח, וכתוצאה מהרטט נוצר גם מתח חשמלי, שאותו ניתן לקלוט באמצעות אנטנה סמוכה. ככל שחל שינוי בקצב פעימות הלב, משתנה גם המתח החשמלי שמייצר הגאליום-ניטריד, ועל כן ניתן להסיק מהאותות הללו על הדופק של הנבדק. במחקר ב-MIT, הלבישו החוקרים את הסרט על גבי מפרק היד והצוואר של הנסיינים, והראו כיצד התדרים האלקטרומגנטיים שמפיקה שכבת המוליך-למחצה נקלטים על ידי אנטנה פשוטה.
כדי להעצים את רגישותו של הגאליום-ניטריד, השתמשו החוקרים בשיטה בשם אפיטקסיה מרחוק (remote epitaxy), שפותחה גם כן ב-MIT, כדי להפיק שכבה דקיקה של גאליום-ניטריד בתצורה חד-גבישית, שבה המולקולות מאורגנות בצורה מאוד מסודרת, סימטרית ורציפה. בתצורתו הטהורה, תכונת הפיאזואלקטריות היא חזקה במיוחד. כדי להגביר את רמת המתח החשמלי, שילבו החוקרים בהתקן גם שכבה דקיקה של זהב.
החוקרים גם שילבו בהתקן ממברנה נוספת, המושכת באופן סלקטיבי יונים מסוגים מסוימים, ובמקרה הזה – יונים של נתרן. באמצעות התוספת הזו ההתקן גם הגיב לשינויים ברמת ההזעה של הנבדק ושידר את האותות הללו החוצה דרך המתח החשמלי שנוצר. לדברי החוקרים, ניתן יהיה לשלב בהתקן חומרים מסוגים שונים כדי לנטר פרמטרים ביולוגיים ופיזיולוגיים נוספים כמו גלוקוז וקורטיזול (המעיד על רמת הסטרס), ובכך לספק חלופה נטולת שבבים וסוללות לאביזרים הלבישים המסורבלים וזוללי-האנרגיה הקיימים כיום.
פורסם בקטגוריות: IOT , חדשות , מדע , מכשור רפואי , סמיקונדקטורס
פורסם בתגיות: MIT , גליום ניטריד
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
