Inicio > Prensa > Desarrollo de tecnología de sensores de temperatura transparentes y bioamigables que miden con precisión los cambios de temperatura a través de la luz
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El profesor Kang Hong-gi del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de DGIST (Presidente: Kuk Yang), junto con el Dr. Chung Seung-jun del Centro de Investigación de Materiales Híbridos Blandos, KIST (Presidente: Yoon Seok-jin) anunciaron el desarrollo de un sensor de temperatura transparente capaz de medir con precisión y rapidez los cambios de temperatura causados por la luz el martes 6 de diciembre. Se espera que esta tecnología contribuya al avance de varios biodispositivos aplicados que se basan en cambios de temperatura sensibles.
Desarrollo de tecnología de sensores de temperatura transparentes y bioamigables que miden con precisión los cambios de temperatura por medio de la luz
Daegu, República de Corea | Publicado el 6 de enero de 2023
El efecto fototérmico que utiliza nanomateriales plasmónicos se ha propuesto recientemente en varios campos de bioaplicaciones, como la estimulación nerviosa cerebral, la administración de fármacos, el tratamiento del cáncer y la PCR de ultra alta velocidad debido a sus propiedades de calentamiento únicas mediante el uso de la luz. Sin embargo, la medición de los cambios de temperatura por fenómenos fototérmicos aún se basa en un método de medición indirecto y lento que utiliza una cámara termográfica, lo que tiene la limitación de que no es adecuado para la medición de temperatura local al nivel de una sola celda, que cambia rápidamente al nivel de varios milisegundos a decenas de micrómetros. Debido a la ausencia de información precisa sobre los cambios de temperatura, la tecnología de efectos fototérmicos ha suscitado inquietudes sobre la comprensión de los cambios biológicos y la aplicación clínica estable resultante de cambios de temperatura precisos, a pesar del efecto de difusión de su aplicación.
□ En consecuencia, el equipo de investigación conjunto desarrolló una tecnología de sensor de temperatura que puede medir incluso cambios rápidos de temperatura en menos de unos pocos milisegundos mediante el uso del efecto termoeléctrico, en el que se genera una señal de voltaje mediante una transferencia de carga rápida provocada por una diferencia de temperatura. En particular, el equipo estableció una tecnología de medición de fenómenos fototérmicos directos con interferencia reducida de la luz utilizando una capa termoeléctrica orgánica de 'PEDOT:PSS' transparente, un polímero conductor adecuado para almacenar cargas.
□ El sensor termoeléctrico PEDOT:PSS de 50 nanómetros de espesor asegura una alta transparencia del 97 % en promedio en la zona de luz visible y se puede aplicar directamente al área del fenómeno fototérmico, lo que minimiza la interferencia de luz para varias aplicaciones médicas y de bioingeniería fototérmica. Además, dado que se podía utilizar un proceso de solución a baja temperatura para el material termoeléctrico polimérico utilizado, se preparó mediante un proceso de impresión por inyección de tinta, que es más sencillo de fabricar que un proceso general de semiconductores, con un alto grado de libertad de diseño, lo que le otorga una ventaja en el proceso de impresión.
□ La tecnología de sensor de temperatura termoeléctrico transparente desarrollada a través de este estudio se puede utilizar para comprender el mecanismo de la interfaz neuronal óptica para controlar la actividad cerebral mediante la luz, que recientemente se ha conocido ampliamente a través de la optogenética. Es una tecnología clave en el sentido de que se puede utilizar para analizar los principios en el tratamiento de células cancerosas con calor local intenso. Además, se espera que se pueda aplicar a las tecnologías de semiconductores de próxima generación, como dispositivos portátiles, dispositivos de visualización transparente y análisis del deterioro local de los semiconductores de potencia, según el principio de funcionamiento sin energía.
□ El profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de DGIST, Kang Hong-gi, dijo: "Es significativo porque propusimos una tecnología que mide directa y precisamente el efecto fototérmico, cuya mayor ventaja es la rápida generación de calor local", y agregó , "Esperamos la posibilidad de un análisis de bioingeniería en profundidad y una aplicación biomédica combinándolos con varios chips bioelectrónicos a través de procesos de micro-semiconductores en el futuro".
□ Esta investigación se realizó en forma de una investigación conjunta dirigida por el estudiante de doctorado Lee Joon-hee del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de DGIST, el investigador postdoctoral Hong Na-ri y el estudiante de doctorado de KIST Hwang Seong-gwon , con el apoyo del Proyecto de Investigación Básica respaldado por el Ministerio de Ciencia y TIC, el Proyecto Especializado del Centro Nacional de Investigación de Materiales Básicos, el Proyecto Institucional KIST y el Proyecto Institucional DGIST a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
□ Los logros de este estudio se publicaron en línea en 'Materials Horizons', una revista internacional con la máxima autoridad en el campo relacionado.
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