Los científicos han desarrollado un sensor orgánico ultraflexible alimentado por luz solar, que actúa como un monitor cardíaco autoamplificado. Previamente, desarrollaron una célula fotovoltaica flexible que se podía incorporar a los textiles. En este estudio, integraron directamente un dispositivo sensorial, llamado transistor electroquímico orgánico, un tipo de dispositivo electrónico que se puede usar para medir una variedad de funciones biológicas, en una celda solar orgánica flexible. Usándolo, Luego pudieron medir los latidos del corazón de ratas y humanos en condiciones de luz brillante.

Los dispositivos autoamplificados que se pueden colocar directamente sobre la piel o los tejidos humanos tienen un gran potencial para aplicaciones médicas. Podrían usarse como sensores fisiológicos para el monitoreo en tiempo real de la función cardíaca o cerebral en el cuerpo humano. Sin embargo, la realización práctica no ha sido práctica debido al volumen de las baterías y al suministro de energía insuficiente, o debido a interferencias de ruido del suministro eléctrico, impidiendo la conformabilidad y el funcionamiento a largo plazo.

El requisito clave para estos dispositivos es un suministro de energía estable y adecuado. Un avance clave en este estudio, publicado en Naturaleza , es el uso de una superficie de nano-rejilla en los absorbentes de luz de la célula solar, lo que permite una alta eficiencia de fotoconversión (PCE) y una independencia del ángulo de luz. Gracias a esto, los investigadores pudieron lograr un PCE del 10,5 por ciento y una alta relación potencia por peso de 11,46 vatios por gramo, acercándose al "número mágico" del 15 por ciento que hará que la energía fotovoltaica orgánica sea competitiva con sus contrapartes basadas en silicio. Demostraron una disminución de PCE de solo el 25 por ciento (de 9,82% a 7,33%) bajo la prueba de compresión repetitiva (900 ciclos) y una ganancia de PCE más alta del 45 por ciento en comparación con los dispositivos sin rejilla con un ángulo de luz de 60 grados.

Para demostrar una aplicación práctica, Los dispositivos sensoriales llamados transistores electroquímicos orgánicos se integraron con células solares orgánicas en un sustrato ultradelgado (1? m), para permitir la detección autoamplificada de los latidos del corazón en la piel o para registrar señales electrocardiográficas (ECG) directamente en el corazón de una rata. Descubrieron que el dispositivo funcionaba bien a un nivel de iluminación de 10, 000 lux, que es equivalente a la luz que se ve cuando uno está a la sombra en un día claro y soleado, y experimentaron menos ruido que dispositivos similares conectados a una batería, presumiblemente debido a la falta de cables eléctricos.

Según Kenjiro Fukuda del RIKEN Center for Emergent Matter Science, "Este es un buen paso adelante en la búsqueda para fabricar dispositivos de monitoreo médico autoamplificados que se puedan colocar en el tejido humano. Hay algunas tareas importantes pendientes, como el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía flexibles, y seguiremos colaborando con otros grupos para producir dispositivos prácticos. En tono rimbombante, para los experimentos actuales, trabajamos en la parte analógica de nuestro dispositivo, que alimenta el dispositivo y realiza la medición. También hay una parte basada en silicio digital, para la transmisión de datos, y el trabajo adicional en esa área también ayudará a hacer prácticos estos dispositivos ". La investigación fue realizada por RIKEN en colaboración con investigadores de la Universidad de Tokio.