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  • Novo sensor de pressão vestível de metal líquido para aplicações de monitoramento de saúde

    Crédito:KAIST

    Sensores de pressão suave têm recebido atenção de pesquisa significativa em uma variedade de campos, incluindo robótica leve, pele eletronica, e eletrônicos vestíveis. Sensores de pressão suaves vestíveis têm grande potencial para monitoramento da saúde em tempo real e para o diagnóstico precoce de doenças.

    Uma equipe de pesquisa KAIST liderada pelo professor Inkyu Park do Departamento de Engenharia Mecânica desenvolveu um sensor de pressão vestível de alta sensibilidade para aplicações de monitoramento de saúde. Este trabalho foi relatado em Materiais Avançados de Saúde em 21 de novembro como artigo de capa.

    Esta tecnologia é capaz de preciso, e medição contínua de sinais fisiológicos e físicos e mostra grande potencial para aplicações de monitoramento de saúde e diagnóstico precoce de doenças.

    Um sensor de pressão suave é necessário para ter alta conformidade, alta sensibilidade, baixo custo, estabilidade de desempenho de longo prazo, e estabilidade ambiental a fim de ser empregada no monitoramento contínuo da saúde. Sensores convencionais de pressão suave de estado sólido usando materiais funcionais, incluindo nanotubos de carbono e grafeno, mostraram grande desempenho de detecção. Contudo, esses sensores sofrem de elasticidade limitada, desvio de sinal, e instabilidade de longo prazo devido à distância entre o substrato extensível e os materiais funcionais.

    Crédito:KAIST

    Para superar esses problemas, eletrônicos de estado líquido usando metal líquido foram introduzidos para várias aplicações vestíveis. Desses materiais, Galinstan, uma liga de metal eutética de gálio, índio, e estanho, tem ótimas propriedades mecânicas e elétricas que podem ser empregadas em aplicações vestíveis. Mas os sensores de pressão baseados em metal líquido de hoje têm sensibilidade a baixa pressão, limitando sua aplicabilidade para dispositivos de monitoramento de saúde.

    A equipe de pesquisa desenvolveu uma micro-bomba rígida impressa em 3-D integrada, sensor de pressão suave com base em metal líquido. Com a ajuda da impressão 3D, a integração de uma matriz de microbump rígida e o molde mestre para um microcanal de metal líquido poderia ser alcançada simultaneamente, reduzindo a complexidade do processo de fabricação. Por meio da integração da microbomba rígida e do microcanal, o novo sensor de pressão tem um limite de detecção extremamente baixo e sensibilidade de pressão aprimorada em comparação com sensores de pressão baseados em metal líquido relatados anteriormente. O sensor proposto também tem um desvio de sinal insignificante acima de 10, 000 ciclos de pressão, dobrando, e alongamento e exibiu excelente estabilidade quando sujeito a várias condições ambientais.

    Esses resultados de desempenho o tornam um sensor excelente para vários dispositivos de monitoramento de saúde. Primeiro, a equipe de pesquisa demonstrou um dispositivo de pulseira vestível que pode monitorar continuamente o pulso de uma pessoa durante o exercício e ser empregado em um sistema não invasivo de monitoramento da PA sem braçadeira com base em cálculos de PTT. Então, eles introduziram um sistema de monitoramento da pressão do calcanhar vestível sem fio que integra três 3-D-BLiPS com um módulo de comunicação sem fio.

    Professor Park disse, "Foi possível medir indicadores de saúde, incluindo pulso e pressão arterial continuamente, bem como a pressão de partes do corpo usando nosso sensor de pressão suave proposto. Esperamos que seja usado em aplicações de saúde, como a prevenção e o monitoramento das doenças causadas pela pressão, como as úlceras de pressão, em um futuro próximo. Haverá mais oportunidades para pesquisas futuras, incluindo um sistema de monitoramento de pressão de corpo inteiro relacionado a outros parâmetros físicos. "


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