Dispositivos vestíveis sustentáveis e autoalimentados que registram sinais biológicos fisiológicos são essenciais no monitoramento personalizado da saúde, mas ainda precisam ser alcançados.
Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, inventaram um novo monitor de saúde autoalimentado, estilo relógio de pulso, que pode monitorar o pulso do usuário e se comunicar sem fio com um smartphone ou tablet próximo, sem precisar de uma fonte de energia externa ou bateria.
O dispositivo é construído por meio de impressão 3D de nanomateriais em substratos flexíveis para monitoramento em tempo real e sem fio de sinais vitais. O protótipo atual serve como um monitor de pulso de artéria radial autoalimentado, mas outros aspectos da saúde – como frequência cardíaca, temperatura corporal ou pressão arterial – podem ser medidos simplesmente alterando o circuito do sensor, de acordo com os autores do artigo.
O monitor de saúde estilo relógio de pulso contém nanogeradores triboelétricos (TENG) de baixo consumo de energia, sensores de pressão altamente sensíveis e circuitos multifuncionais. Ele fornece informações de saúde de duas maneiras. Em um modo, a energia criada ao tocar nos geradores de nanoenergia da pulseira energiza o circuito do sensor e, logo, a frequência cardíaca do usuário aparece como sinais piscantes em um display de LED. O segundo modo funciona quando um smartphone ou dispositivo semelhante é segurado próximo ao wearable.
A tecnologia de comunicação de campo próximo incorporada facilita a troca sem fio de energia e dados entre a pulseira e o dispositivo móvel, e as informações biofísicas são plotadas e exibidas na tela do smartphone. As características contínuas, sob demanda e totalmente autoalimentadas do dispositivo são possíveis graças aos nanogeradores triboelétricos que produzem tensão por meio de batidas ou pressão mecânica. Esses nanogeradores são fabricados usando MXenes à base de titânio, uma classe relativamente nova de material 2D ultrafino com propriedades elétricas e mecânicas exclusivas. As camadas de MXene têm apenas alguns átomos de espessura e são dobráveis, elásticas e podem ser impressas na superfície de um material flexível, semelhante a uma bandagem, ou em uma pulseira ou braçadeira vestível.
“Esta inovação alcança muitos resultados significativos em um único pacote”, disse o coautor sênior Rahim Esfandyar-Pour, professor assistente de engenharia elétrica, ciência da computação e engenharia biomédica da UCI. “Ele permite monitoramento contínuo, sem bateria, sem fio e sob demanda da saúde a qualquer hora e em qualquer lugar. Ele é feito com materiais flexíveis e de baixo custo e pode ser personalizado para atender a uma variedade de requisitos de sensores bioeletrônicos vestíveis. É um sistema flexível e completamente configurado.”
O sistema vestível para monitoramento contínuo e em tempo real de biossinais fisiológicos é totalmente alimentado pela sinalização de movimento humano, o que desperta o potencial no campo.
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