Sonnenlicht treibt flexiblen Herzmonitor an

Innovativer organischer Hightech-Sensor kann auf Haut und Gewebe befestigt werden

Foto: riken.jp

Wakō (pte003/28.09.2018/06:10) – Wissenschaftler des RIKEN Center for Emergent Matter Science http://riken.jp haben einen benutzerfreundlichen, ultraflexiblen, organischen Sensor entwickelt, der mit Sonnenlicht betrieben wird und als Herzmonitor mit eigener Stromquelle fungiert.

Konkurrenzfähige Leistung

Bereits einige Wochen zuvor entwickelte das Team eine flexible Photovoltaikzelle, die sich in Textilien integrieren lässt. Nun kombinierten sie ein sensorisches Gerät, einen sogenannten organischen, elektrochemischen Transistor, direkt mit einer flexiblen organischen Solarzelle. Mit diesem Konstrukt konnten sie die Herzschläge von Ratten und Menschen unter hellen Lichtbedingungen messen. Ein wichtiger Fortschritt ist dabei die Verwendung einer Nano-Gitteroberfläche auf den Lichtabsorbern der Solarzelle, die eine hohe Photoumwandlungseffizienz (PCE) und Lichtwinkelunabhängigkeit ermöglicht.

In frühen Tests konnte das Team das Gerät um ein Rattenherz wickeln, wo es fest an der schleimigen, runden Oberfläche haftete. Ihr Test ergab, dass das Gerät trotz des unregelmäßigen Stoßens des gestressten Herzens der Ratte jeden Herzschlag genau aufzeichnen und diese Daten dann an ein externes Device übertragen konnte. Selbst ein Highend-Brustgurt-Pulsmesser würde diese Aufgabe den Experten zufolge wahrscheinlich nicht erfüllen.

PCE von 10,5 Prozent erreicht

Die Forscher konnten eine PCE von 10,5 Prozent und ein hohes Leistungsgewicht von 11,46 Watt pro Gramm erreichen,was laut eigenen Angaben der „magischen Zahl“ von 15 Prozententspricht, die die organische Photovoltaik mit ihren siliziumbasierten Gegenstücken konkurrenzfähig macht. „Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu selbstgetriebenen medizinischen Überwachungsgeräten, die auf menschlichem Gewebe platziert werden können. Es gibt jedoch noch einige wichtige verbleibende Aufgaben, wie die Entwicklung flexibler Energiespeichergeräte“, erklärt der leitende Forscher Kenjiro Fukuda abschließend.

Markus Golla
Über Markus Golla 8478 Artikel
Studiengangsleiter "GuK" IMC FH Krems, Diplomierter Gesundheits- und Krankenpfleger, Pflegewissenschaft BScN (Umit/Wien), Pflegewissenschaft MScN (Umit/Hall), Kommunikationstrainer & Incentives-Experte, Lehrer für Gesundheit- und Krankenpflege (Studium Umit/Wien)

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