Sprecher: Mika-Matti Laurila | Unternehmen: Universität Tampere | Datum: 2-Dez-22 | Vollständige Präsentation
Um eine kosteneffiziente Überwachung ganzer Risikogruppen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu ermöglichen, müssen selbstversorgte, äußerst unauffällige, kostengünstige und genaue Geräte zur Überwachung der arteriellen Pulswellen entwickelt werden. Kürzlich wurden tragbare Sensoren mit ultradünnem Formfaktor entwickelt, um diesen Anforderungen gerecht zu werden, aber die skalierbare Herstellung solcher Geräte wurde noch nicht ausreichend untersucht, und die Genauigkeit der Geräte muss noch eingehender geprüft werden.
In unserer Studie berichten wir über die Entwicklung eines druckbasierten Herstellungsverfahrens für einen hochgradig unauffälligen piezoelektrischen ultradünnen (t ~ 4,2 µm) E-Tattoo-Arterienpulswellensensor, für den ausschließlich transparente und biokompatible Materialien auf Polymerbasis verwendet werden. Die ferroelektrische Leistung der ultradünnen P(VDF-TrFE)-Materialschicht wird durch die Verwendung von vernetzten PEDOT:PSS-Elektroden optimiert; dies führt zu einer Verbesserung der remanenten Polarisation (Pr) und des Koerzitivfeldes (Ec) um 70 % bzw. 34 % im Vergleich zu den Sensoren mit unvernetzten PEDOT:PSS-Elektroden. Der ultradünne Formfaktor ermöglicht den Zugang zur hohen Biegemodus-Empfindlichkeit der P(VDF-TrFE)-Materialschicht; der maximale Empfindlichkeitswert, der bei uniaxialer und multiaxialer Biegung erreicht wird, beträgt ~1700 pC N-1, was ~50-mal höher ist als die gemessene Normalmodus-Empfindlichkeit. Die erhöhte Empfindlichkeit wird durch eine Kombination aus experimentellen Ergebnissen, statistischer Analyse und Finite-Elemente-Modellierung mit einem spezifischen Satz direkter piezoelektrischer Koeffizienten in Verbindung gebracht.
Schließlich wird die Genauigkeit des E-Tattoo-Sensors bei der nicht-invasiven Messung der Pulswelle der radialen Arterie durch den Vergleich des Signals mit dem eines Referenzgeräts bei 7 Probanden nachgewiesen.
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