Tragbare Nanogeneratoren:Eigenständige Überwachung der Herzgesundheit

Purdue University, West Lafayette, IN

Zur Überwachung der Herz-Kreislauf-Gesundheit werden autarke, tragbare, triboelektrische Nanogeneratoren mit Kontaktschichten auf Polyvinylalkoholbasis eingesetzt. (Bild:Purdue University)

Ein Forscherteam hat autarke, tragbare, triboelektrische Nanogeneratoren (TENGs) mit Kontaktschichten auf Polyvinylalkohol (PVA)-Basis zur Überwachung der Herz-Kreislauf-Gesundheit entwickelt. TENGs tragen dazu bei, mechanische Energie zu sparen und in Strom umzuwandeln.

PVA, eines der am häufigsten verwendeten Polymere für biomedizinische Anwendungen, wird in tragbare, autarke, triboelektrische Geräte umgewandelt, die den nicht wahrnehmbaren Grad der durch den menschlichen Puls verursachten Hautverformung erkennen und die in den Pulssignalen kodierten kardiovaskulären Informationen mit hoher Genauigkeit erfassen können.

Die kardiovaskuläre Gesundheit wird typischerweise durch ein Echokardiogramm gemessen, um die elektrische Aktivität im Herzen zu messen, oder durch Photoplethysmographie, die Veränderungen des Blutvolumens im peripheren Mikrogefäßsystem misst. Diese Technologien können für Patienten oft invasiv sein und wurden noch nicht in Wearables für eine personalisierte On-Demand-Überwachung integriert.

TENGs mit PVA-Mischkontaktschichten erzeugen eine schnelle Anzeige mit deutlichen Spitzenwerten für den Blutauswurf, die Blutreflexion im Unterkörper und die Blutabstoßung aus der geschlossenen Aortenklappe, was die Erkennung häufiger Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, koronare Herzkrankheit und ischämische Herzkrankheit ermöglichen kann.

PVA bietet eine wertvolle Chance als potenzieller Bestandteil zukünftiger tragbarer Geräte mit eigener Stromversorgung. Die auf PVA basierenden triboelektrischen Geräte können die mechanische Energie des menschlichen Körpers gewinnen und diese elektrische Energie nutzen, um den Betrieb anderer biomedizinischer Geräte zu unterstützen.

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