Een uitvinding kan een van de meest gebruikte materialen voor biomedische toepassingen veranderen in draagbare apparaten om de gezondheid van het hart te helpen bewaken.

Een team van Purdue University ontwikkelde zelfaangedreven draagbare tribo-elektrische nanogeneratoren (TENG's) met op polyvinylalcohol (PVA) gebaseerde contactlagen voor het bewaken van de cardiovasculaire gezondheid. TENG's helpen mechanische energie te besparen en om te zetten in kracht.

Het werk van het Purdue-team is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen .

"De op PVA gebaseerde TENG's laten een groot potentieel zien voor zelfaangedreven biomedische apparaten en openen deuren naar nieuwe technologieën die algemeen toegepaste biocompatibele materialen gebruiken voor economisch haalbare en milieuvriendelijke productie van functionele apparaten in energie, elektronica en sensortoepassingen, " zei Wenzhuo Wu, de Ravi en Eleanor Talwar Rising Star assistent-professor industriële techniek aan Purdue's College of Engineering, die het ontwikkelteam leidde. "We transformeren PVA, een van de meest gebruikte polymeren voor biomedische toepassingen, in draagbaar, zelfaangedreven tribo-elektrische apparaten die de onmerkbare mate van huidvervorming kunnen detecteren die wordt veroorzaakt door menselijke puls en de cardiovasculaire informatie die in de pulssignalen is gecodeerd met hoge betrouwbaarheid vastleggen."

Cardiovasculaire gezondheid wordt meestal gemeten met een echocardiogram om elektrische activiteit in het hart te meten of fotoplethysmografie die veranderingen in het bloedvolume in de perifere microvasculatuur meet.

"Deze technologieën kunnen vaak invasief zijn voor patiënten en zijn nog niet aangepast in wearables voor gepersonaliseerde on-demand monitoring, Wu zei. "TENG's met PVA-mengselcontactlagen produceren een snelle uitlezing met duidelijke pieken voor bloedejectie, bloedreflectie in het onderlichaam, en bloedafstoting van de gesloten aortaklep, die de detectie van veelvoorkomende hart- en vaatziekten mogelijk maken, zoals hart- en vaatziekten, coronaire hartziekte en ischemische hartziekte."

Wu zei dat PVA een waardevolle kans biedt als potentiële componenten in toekomstige draagbare, zelfaangedreven apparaten. De op PVA gebaseerde tribo-elektrische apparaten kunnen de mechanische energie van het menselijk lichaam oogsten en dergelijke elektrische energie gebruiken om de werking van andere biomedische apparaten te ondersteunen.

Wu zei dat de op PVA gebaseerde tribo-elektrische apparaten kunnen functioneren als zelfaangedreven sensoren om de mechanische activiteiten van het menselijk lichaam te detecteren en te bewaken in toepassingen zoals gezondheidsmonitoring, mens-machine interface, telebediende robotica, consumentenelektronica en virtuele en augmented technologieën.