Tragbare Nanogeneratoren: Selbstversorgende Überwachung der Herzgesundheit

Purdue University, West Lafayette, IN

Selbstversorgende, tragbare triboelektrische Nanogeneratoren (TENGs) mit Polyvinylalkohol (PVA)-basierten Kontaktlagen werden zur Überwachung der kardiovaskulären Gesundheit eingesetzt. TENGs helfen, mechanische Energie zu erhalten und in elektrische Energie umzuwandeln.

PVA als Schlüsselmaterial

PVA, eines der am weitesten verbreiteten Polymere für biomedizinische Anwendungen, wird in tragbare, selbstversorgende triboelektrische Geräte transformiert, die den unmerklichen Grad der Hautdeformation durch den menschlichen Puls detektieren und die im Puls signal codierten kardiovaskulären Informationen mit hoher Wiedergabetreue erfassen können.

Kardiovaskuläre Gesundheit wird typischerweise per Echokardiogramm zur Messung der elektrischen Herzaktivität oder per Photoplethysmografie zur Messung von Blutvolumenänderungen in der peripheren Mikrovaskulatur gemessen. Diese Technologien können für Patienten oft invasiv sein und wurden noch nicht in Wearables für personalisiertes, bedarfsgerechtes Monitoring adaptiert.

Präzise Pulsanalyse

TENGs mit PVA-Blend-Kontaktlagen liefern schnelle Auslesung mit deutlichen Peaks für Blutejektion, Blutreflexion im unteren Körperbereich und Blutabweisung durch die geschlossene Aortenklappe. Dies könnte die Erkennung häufiger Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie koronarer Herzkrankheit und ischämischer Herzkrankheit ermöglichen.

PVA bietet wertvolle Chancen als potenzieller Bestandteil zukünftiger tragbarer selbstversorgender Geräte. Die PVA-basierten triboelektrischen Geräte können mechanische Energie vom menschlichen Körper ernten und diese elektrische Energie nutzen, um den Betrieb anderer biomedizinischer Geräte zu unterstützen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Chris Adam unter chris.adam@purdue.edu; 765-588-3341.