W skrócie
- Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Seulskiego opracowali organiczny tranzystor elektrochemiczny łączący przełączanie sygnału, emisję światła oraz funkcje neuromorficzne w jednej warstwie.
- Nowe urządzenie działa przy bardzo niskim napięciu, zapewnia elastyczność i stabilność podczas użytkowania oraz znacząco upraszcza strukturę elektroniki noszonej.
- Tranzystor umożliwia przetwarzanie i zapisywanie danych, a także wizualne powiadamianie użytkownika bez potrzeby zewnętrznej elektroniki lub stałego połączenia z chmurą.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Seulskiego stworzyli wielofunkcyjny organiczny tranzystor elektrochemiczny (EOLET), który w jednej cienkiej warstwie łączy trzy kluczowe funkcje, a mianowicie przełączanie sygnału, emisję światła oraz właściwości neuromorficzne przypominające działanie synapsy.
Taka technologia otwiera zupełnie nowe możliwości w elektronice noszonej. Wyobraźmy sobie elastyczny, inteligentny plaster rehabilitacyjny, który monitoruje ruch i obciążenie stawu, przetwarza dane lokalnie bez konieczności ciągłego wysyłania ich do smartfona, zapisuje historię aktywności i jednocześnie świeci, na przykład na zielono, gdy wszystko jest w normie, a na czerwono, gdy wykryje przeciążenie.
Świecąca komórka nerwowa dla elektroniki na skórze
Podobnie może działać zaawansowana odzież sportowa z wbudowanymi sensorami, która daje sportowcowi natychmiastowe wizualne powiadomienie podczas treningu, albo elementy elektronicznej skóry w urządzeniach medycznych i robotyce miękkiej. Ponieważ przetwarzanie, pamięć i interfejs wizualny odbywają się w tym samym elemencie, urządzenia stają się prostsze, bezpieczniejsze (dzięki niskiemu napięciu) i bardziej komfortowe w codziennym użytkowaniu.
Co najważniejsze, urządzenie pracuje przy ultraniskim napięciu poniżej 3,5 V, czyli do jego zasilania wystarczyłyby dwie zwykłe baterie 1,5 V. Wynalazek z Korei jest w pełni elastyczny, dzięki czemu można go nosić nie ograniczając komfortu ruchu. Nowy tranzystor rozwiązuje fundamentalny problem wcześniejszych organicznych tranzystorów emitujących światło, które wymagały wysokich napięć, często powyżej 80 V, lub skomplikowanych struktur wielowarstwowych.
Tak wygląda przyszłość elektroniki noszonej
Zespół badawczy dodał do polimeru emitującego światło specjalny wzmacniacz transportu jonów. Dzięki temu, przy elektrodzie drenu powstaje elektryczna warstwa podwójna, która znacznie ułatwia wstrzykiwanie elektronów bez konieczności stosowania wysokiego napięcia. Efektem jest szeroka i stabilna strefa rekombinacji o szerokości aż 267 mikrometrów, znacznie więcej niż w dotychczasowych rozwiązaniach, a także niska moc potrzebna do działania oraz możliwość emulacji plastyczności synaptycznej, czyli reakcji zależnej od częstotliwości impulsów, podobnie jak w biologicznym układzie nerwowym.
Urządzenie zachowuje pełną funkcjonalność nawet podczas zginania i skręcania, co potwierdzono w testach prototypów elastycznych. Naukowcy tłumaczą, że to już nie jest zwykły tranzystor. To raczej "świecąca komórka nerwowa" dla elektroniki. Jest to element, który jednocześnie przetwarza sygnały, przechowuje informacje w sposób neuromorficzny i emituje światło jako prosty, wizualny komunikat. Dzięki połączeniu tych funkcji w jednej strukturze, cała elektronika może być znacznie cieńsza, lżejsza i bardziej energooszczędna.
Zobacz również:
Niskie napięcie pracy to w elektronice noszonej absolutny przełom, ponieważ bezpośrednio wpływa na rozmiar baterii, bezpieczeństwo kontaktu ze skórą, komfort noszenia oraz ogólną trwałość całego systemu. Nowy tranzystor pokazuje, że można stworzyć autonomiczne, inteligentne elementy, które nie tylko zbierają dane, ale też same je rozumieją i komunikują w prosty, bezpośredni sposób, czyli bez skomplikowanej elektroniki zewnętrznej ani stałego połączenia z chmurą. To jeden z najbardziej obiecujących kroków w kierunku naprawdę przyjaznej i autonomicznej elektroniki noszonej przyszłości.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 91 tys. obserwujących nasz fanpage - polub GeekWeek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
