Pelle elettronica: i ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno realizzato un dispositivo che trasmette segnali relativi a pulsazioni, sudorazione ed esposizione ai raggi ultravioletti senza ricorrere a chip e batterie.
I sensori indossabili sono oggi molto diffusi grazie alla tecnologia wireless che consente di trasmettere senza problemi le concentrazioni di glucosio, la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e i livelli di attività di una persona dal sensore allo smartphone per ulteriori analisi.
La maggior di questi dispositivi, come i braccialetti per fitness, comunica tramite chip Bluetooth integrati che sono essi stessi alimentati da piccole batterie. Ma questi chip e fonti di alimentazione convenzionali saranno probabilmente troppo ingombranti per i sensori di prossima generazione, che stanno assumendo forme più piccole, più sottili e più flessibili.
Il sensore indossabile come una pelle elettronica
Ora gli ingegneri del MIT hanno ideato un nuovo tipo di sensore indossabile che comunica in modalità wireless senza richiedere chip o batterie integrati. Il suo design, dettagliato sulla rivista Science, apre la strada verso sensori wireless privi di chip.
Il design del sensore assomiglia a una pelle elettronica, o “e-skin”. O, meglio, una pellicola semiconduttrice flessibile che si adatta alla pelle come il nastro adesivo elettronico. Il cuore del sensore è una pellicola ultrasottile e di alta qualità di nitruro di gallio, un materiale noto per le sue proprietà piezoelettriche, il che significa che può produrre un segnale elettrico in risposta a sollecitazioni meccaniche e vibrare meccanicamente in risposta a un impulso elettrico.
I ricercatori hanno scoperto che potrebbero sfruttare le proprietà piezoelettriche bidirezionali del nitruro di gallio e utilizzare il materiale contemporaneamente sia per il rilevamento che per la comunicazione wireless.
Il team del MIT ha prodotto campioni puri e monocristallini di nitruro di gallio, che hanno accoppiato con uno strato conduttivo di oro per potenziare qualsiasi segnale elettrico in entrata o in uscita. Hanno dimostrato che il dispositivo era abbastanza sensibile da vibrare in risposta al battito cardiaco di una persona, così come alla presenza del sudore, e che le vibrazioni del materiale generavano un segnale elettrico che poteva essere letto da un ricevitore vicino. In questo modo, il dispositivo è stato in grado di trasmettere in modalità wireless le informazioni di rilevamento, senza la necessità di un chip o di una batteria.
“I chip richiedono molta potenza, ma il nostro dispositivo potrebbe rendere un sistema molto leggero senza avere chip assetati di energia”, afferma l’autore dello studio Jeehwan Kim, professore associato di ingegneria meccanica e di scienza e ingegneria dei materiali. e ricercatore principale nel Laboratorio di ricerca di elettronica. “Potresti metterlo sul tuo corpo come una benda e accoppiato con un lettore wireless sul tuo cellulare, potresti monitorare in modalità wireless il polso, il sudore e altri segnali biologici”.
Potete scaricare dal nostro sito, facendo clic qui, l’abstract dell’articolo pubblicato su Science.
