บาคาร่าเว็บตรง โฟโตไดโอดอินทรีย์แบบยืดหดได้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์สวมใส่ได้

บาคาร่าเว็บตรง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหดได้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยคุณสมบัติทางกลที่อ่อนนุ่ม เพื่อให้สามารถทำงานได้ตามรูปแบบบนพื้นผิวชีวภาพที่ซับซ้อน อุปกรณ์ยึดกับผิวหนังโดยทั่วไปประกอบด้วยฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์บาง ๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการทำงาน ฝังอยู่ในชั้นอีลาสโตเมอร์ที่อ่อนนุ่ม เลย์เอาต์นี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการยืดตัวโดยรวมของอุปกรณ์และปกป้อง

ส่วนประกอบการทำงานแบบแข็งที่ฝังไว้จากความล้มเหลว

ทางกลระหว่างการงอ การบิด และการดัดงอ อย่างไรก็ตาม ระดับการป้องกันและประสิทธิภาพของอุปกรณ์นั้นถูกจำกัดโดยคุณสมบัติทางกลของชั้นเซมิคอนดักเตอร์ การเปลี่ยนฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์แบบแข็งด้วยเซมิคอนดักเตอร์ที่มีลักษณะเหมือนผิวหนังซึ่งตรงกับกลไกของเนื้อเยื่ออ่อนสามารถเพิ่มช่วงของการเสียรูปได้ สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่าล้ำค่าสำหรับเทคโนโลยีชีวการแพทย์ในอนาคตที่อาศัยเครื่องตรวจจับแสงเพื่อแปลงแสงเป็นกระแสไฟฟ้า

การตรวจสุขภาพ: Canek Fuentes-Hernandez จินตนาการถึงการนำเทคโนโลยีที่ยืดหยุ่นได้มาใช้ในเครื่องวัดออกซิเจนในเลือดแบบสวมใส่ได้ด้วยจุดประสงค์นี้ นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียได้พัฒนา heterojunction (e-BHJ) แบบกลุ่มอีลาสโตเมอร์ e-BHJ ผสมผสานวัสดุโพลีเมอร์เพื่อสร้างชั้นโฟโตแอกทีฟที่มีโมดูลัสของ Young เทียบได้กับผิว และสามารถยืดออกได้ถึง 189% ก่อนแตกออก การเขียนในScience Advancesพวกเขาอธิบายการใช้ e-BHJ นี้ในโฟโตไดโอดอินทรีย์แบบยืดได้ (OPDs) ที่สามารถตรวจจับระดับแสงอัลตร้าโลว์ แม้เมื่อยืดออกสูงสุดถึง 60%

Canek Fuentes-Hernandez ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า 

“เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่าคุณสามารถสร้างความยืดหยุ่นในเซมิคอนดักเตอร์ที่รักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่จำเป็นในการตรวจจับระดับแสงที่จางกว่าร้อยล้านเท่าเมื่อเทียบกับหลอดไฟที่ใช้สำหรับการส่องสว่างในอาคาร” Canek Fuentes-Hernandez ผู้เขียนที่ เกี่ยวข้อง

วัสดุอินทรีย์เป็นสารกึ่งตัวนำเพื่อสร้างชั้นเซมิคอนดักเตอร์ e-BHJ นักวิจัยได้รวมอีลาสโตเมอร์สไตรีน-เอทิลีน-บิวทิลีน-สไตรีน (SEBS) กับพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เรียกว่า r-BHJ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนและวัสดุผู้บริจาคและเปิดใช้งานคุณสมบัติ photoactive .

การทดสอบแรงดึงแกนเดียวพบว่า e-BHJ ไฮเปอร์อีลาสติกมีโมดูลัสของ Young ระหว่าง 2.4 ถึง 6.9 MPa เทียบได้กับเนื้อเยื่อของมนุษย์ นอกจากนี้ ทีมงานยังพบว่าการเพิ่ม SEBS ลงใน r-BHJ ช่วยเพิ่มความเครียดที่จุดแตกหักของชั้นเซมิคอนดักเตอร์จาก 6% เป็น 189% จึงทำให้ e-BHJ เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานด้านเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหดได้

ผู้เขียนประเมินประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของฟิล์ม e-BHJ โดยใช้การวัดสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ในที่มืดโดยใช้เครื่องตรวจจับแสง พวกเขายังวัดการตรวจจับเฉพาะซึ่งเป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพทั่วไปสำหรับเครื่องตรวจจับแสง สัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ RMS ค่ามัธยฐานคือ 72 fA ที่ 0 V ที่แบนด์วิดท์การวัดที่ 1.5 Hz ซึ่งเทียบได้กับโฟโตไดโอดซิลิคอนสัญญาณรบกวนต่ำมาตรฐานอุตสาหกรรม อุปกรณ์แสดงการตรวจจับเฉพาะ 10 10โจนส์ ซึ่งสูงพอที่จะตรวจจับสัญญาณแสงอ่อนที่ 653 นาโนเมตร

โฟโตไดโอดแบบยืดได้ถัดไป นักวิจัยได้ประดิษฐ์โฟโตไดโอด

อินทรีย์แบบยืดหยุ่น (e-OPDs) โดยการหมุนเคลือบฟิล์ม e-BHJ ที่ด้านบนของพื้นผิวอัดแรง โดยใช้โลหะผสมเหลวเป็นอิเล็กโทรดด้านบน e-OPD ที่เป็นผลลัพธ์มีพื้นที่เริ่มต้น 0.09 ซม. 2และสามารถยืดออกได้สูงสุดถึง 60% โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อุปกรณ์ดังกล่าวแสดงสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ RMS ที่ 51 fA และการตรวจจับจำเพาะเฉลี่ย 2.3 x 10 10โจนส์ที่ 653 นาโนเมตร

เมื่อเปรียบเทียบอุปกรณ์ photoactive ก่อนและหลังการใช้ความเครียด นักวิจัยพบว่าความต้านทานของอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้อุปกรณ์ล้มเหลว พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มพรีสเตรนในซับสเตรตระหว่างการผลิตเพิ่มการยืดตัวของอิเล็กโทรด ทำให้ e-OPD สามารถรับความเครียดได้ถึง 100% โดยไม่ลดทอนคุณภาพลงมากนัก

คยองจิน คิมเซมิคอนดักเตอร์แบบยืดหดได้: Kyungjin Kim สาธิตฟิล์มอีลาสโตเมอร์แบบยืด ในอนาคต นักวิจัยจินตนาการถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของตนในระบบอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่มีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับร่างกาย

Kyungjin Kimผู้เขียนร่วมอธิบาย “อุปกรณ์แบบอ่อนอาจน่าสนใจสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังตัวสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพ เนื่องจากอินเทอร์เฟซสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกของเนื้อเยื่อชีวภาพที่อ่อนนุ่ม ซึ่งช่วยลดปฏิกิริยาของร่างกายต่อสิ่งแปลกปลอม

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงเฟสที่พวกเขาสังเกตเห็นนั้นเป็นสัดส่วนกับมวลของอะตอม สอดคล้องกับการทำนายจากทฤษฎี ยิ่งไปกว่านั้น การเลื่อนเฟสเหล่านี้ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของพลังค์และค่าคงที่โน้มถ่วงของนิวตันG ดังนั้น นักวิจัยจึงแนะนำว่าด้วยการกำหนดลักษณะเฉพาะของมวลต้นทางอย่างแม่นยำ เครื่องวัดระยะชนิดนี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงการวัดค่าGซึ่งเป็นค่าที่ทราบได้อย่างแม่นยำน้อยกว่าค่าคงที่พื้นฐานอื่นๆ

ในบทความที่เขียนขึ้นพร้อมกับบทความในScience on the Research Albert Rouraจาก German Aerospace Center ใน Ulm เตือนว่าการทดลองดังกล่าวจะต้องเอาชนะผลกระทบที่ไม่ต้องการของการไล่ระดับในสนามโน้มถ่วง เนื่องจากพวกมันทำให้เฟสเปลี่ยนไวมาก ตำแหน่งเริ่มต้นและความเร็วของแพ็กเก็ตคลื่นปรมาณู แต่เขาคิดว่าปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยเทคนิคที่เขาพัฒนาขึ้นซึ่งหลีกเลี่ยงข้อจำกัดพื้นฐานของตำแหน่งและความแม่นยำของโมเมนตัมที่กำหนดโดยหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก “โอกาสสำหรับการวัดค่าคงที่โน้มถ่วงของนิวตันที่ดีขึ้นตามอะตอมอินเตอร์เฟอโรเมทรีจึงมีแนวโน้มที่ดี” เขากล่าวสรุป บาคาร่าเว็บตรง