自动心脏监护仪贴在皮肤上

科学家开发出一种人性化，超柔韧的有机传感器，由阳光驱动，可作为自供电心脏监护仪。此前，他们开发了一种柔性光伏电池，可以整合到纺织品中。在这项研究中，他们将一种称为有机电化学晶体管的传感器件(一种可用于测量各种生物功能的电子器件)直接集成到一个柔性有机太阳能电池中。使用它，他们就能够在明亮的光线条件下测量大鼠和人类的心跳。

可直接安装在人体皮肤或组织上的自供电设备具有很大的医疗应用潜力。它们可以用作生理传感器，用于实时监测人体内的心脏或脑功能。然而，由于电池的庞大和电源不足，或者由于电源的噪声干扰，妨碍一致性和长期操作，实际实现是不切实际的。

这种设备的关键要求是稳定和充足的能源供应。在Nature上发表的这项研究的一个关键进展是在太阳能电池的光吸收器上使用纳米光栅表面，允许高光转换效率(PCE)和光角度独立性。由于这一点，研究人员能够实现10.5%的PCE和每克11.46瓦的高功率重量比，接近15%的“神奇数字”，这将使有机光伏产品与硅基有竞争力同行。他们证明，在重复压缩测试(900次循环)下，PCE降低仅为25%(从9.82%降至7.33%)，与60度光角下的非光栅器件相比，PCE增益高出45%。

为了展示实际应用，称为有机电化学晶体管的感觉装置与超薄(1?m)基板上的有机太阳能电池集成，以允许在皮肤上自我检测心跳或记录心电图(ECG)直接在大鼠心脏上发出信号。他们发现该装置在10,000勒克斯的照明水平下工作良好，这相当于在阳光明媚的日子里在阴凉处看到的光，并且比连接到电池的类似装置经历的噪音更小，可能是因为没电线。

根据RIKEN紧急物质科学中心的Kenjiro Fukuda所说，“这是向可以放置在人体组织上的自供电医疗监测设备的一个很好的一步。还有一些重要的剩余任务，例如开发灵活的电力存储设备，我们将继续与其他团队合作生产实用的设备。重要的是，对于目前的实验，我们研究了设备的模拟部分，为设备供电并进行测量。还有数字基于硅的部分，用于传输数据，以及该领域的进一步工作也将有助于使这些设备变得实用。“ 该研究由RIKEN与东京大学的研究人员合作完成。