Hệ thống cảm biến tự cấp nguồn được in trên nhựa

Sơ đồ quy trình chế tạo có thể in và cơ chế vận hành hệ thống (hình nhỏ) của hệ thống cảm biến thông minh tự cấp nguồn linh hoạt và có thể đeo được trên đế bằng nhựa.

Trong nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc đã giới thiệu khái niệm về một hệ thống cảm biến tự cấp nguồn có thể in và đeo được để phát hiện ethanol/acetone. Đây là bản báo cáo đầu tiên về công trình nghiên cứu trên một hệ thống tích hợp nguyên khối và được chế tạo thành công trên đế nhựa dẻo trong môi trường xung quanh bằng cách sử dụng in phun phụ gia. Dây đeo cổ tay của nhóm chủ yếu bao gồm các kết nối điện được in phun, pin mặt trời silicon để thu/chuyển đổi năng lượng, siêu tụ điện phẳng dựa trên MnO₂ có thể in để lưu trữ năng lượng và cảm biến khí SnO₂ có thể in hoàn toàn để phát hiện ethanol/acetone. Với các siêu tụ điện đóng vai trò là bộ lưu trữ năng lượng quang điện và cung cấp năng lượng cho các thiết bị chức năng trong quá trình chiếu sáng không liên tục, có thể cung cấp chức năng đồng thời mà không cần mô-đun sạc bên ngoài, rất đáng để sử dụng cho các thiết bị điện tử đeo được và cầm tay.

Ảnh: EDS a-e) cảm biến khí SnO2 có thể in hoàn toàn với các điện cực được mã hóa.

Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp và chuẩn bị các hạt nano chức năng khác nhau thành các loại mực có thể in được để chế tạo các siêu tụ điện và cảm biến khí. Phương pháp chế tạo bằng cách in này cho thấy sự thuận tiện và khả năng mở rộng của nó cho cả chế tạo thiết bị và tích hợp hệ thống. Các tác giả kết luận rằng việc giới thiệu khái niệm về một hệ thống cảm biến tự cấp nguồn tích hợp có thể in được có thể truyền cảm hứng cho ngành công nghiệp in trong tương lai với nhiều loại thiết bị đeo được và cầm tay, đặc biệt là cho các ứng dụng theo dõi y sinh và y tế.