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O Professor Kang Hong-gi do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação da DGIST (Presidente: Kuk Yang), juntamente com o Dr. Chung Seung-jun do Centro de Pesquisa de Materiais Híbridos Suaves, KIST (Presidente: Yoon Seok-jin) anunciaram o desenvolvimento de um sensor de temperatura transparente capaz de medir com precisão e rapidez as mudanças de temperatura causadas pela luz na terça-feira, 6 de dezembro. Espera-se que essa tecnologia contribua para o avanço de vários dispositivos biológicos aplicados que dependem de mudanças sensíveis de temperatura.
O efeito fototérmico usando nanomateriais plasmônicos foi recentemente amplamente proposto em vários campos de bioaplicação, como estimulação do nervo cerebral, administração de drogas, tratamento de câncer e PCR de ultra-alta velocidade devido às suas propriedades únicas de aquecimento usando luz. No entanto, medir mudanças de temperatura por fenômenos fototérmicos ainda depende de um método de medição indireto e lento usando uma câmera termográfica, levando à limitação de que não é adequado para medição de temperatura local no nível de uma única célula, que muda rapidamente no nível de vários milissegundos a dezenas de micrômetros. Devido à ausência de informações precisas sobre mudanças de temperatura, a tecnologia de efeito fototérmico tem levantado preocupações sobre a compreensão de mudanças biológicas e aplicação clínica estável resultante de mudanças precisas de temperatura, apesar do efeito de propagação de sua aplicação.
Assim, a equipe de pesquisa conjunta desenvolveu uma tecnologia de sensor de temperatura que pode medir até mudanças rápidas de temperatura em menos de alguns milissegundos usando o efeito termoelétrico, no qual um sinal de tensão é gerado pela rápida transferência de carga desencadeada por uma diferença de temperatura. Em particular, a equipe estabeleceu uma tecnologia de medição direta do fenômeno fototérmico com interferência reduzida da luz, utilizando uma camada termoelétrica orgânica de ‘PEDOT: PSS’ transparente, um polímero condutor adequado para armazenar cargas.
O sensor termoelétrico PEDOT:PSS fino de 50 nanômetros garante alta transparência em 97% em média na zona de luz visível e pode ser aplicado diretamente na área do fenômeno fototérmico, minimizando a interferência da luz para várias aplicações médicas e de bioengenharia fototérmica. Além disso, uma vez que um processo de solução de baixa temperatura pode ser usado para o material termoelétrico polimérico usado, ele foi preparado usando um processo de impressão a jato de tinta, que é mais simples de fabricar do que um processo de semicondutor geral, com um alto grau de liberdade de design, proporcionando assim uma vantagem no processo de impressão.
A tecnologia de sensor de temperatura termoelétrico transparente desenvolvida através deste estudo pode ser usada para entender o mecanismo da interface neural óptica para controlar a atividade cerebral usando luz, que recentemente foi amplamente conhecido através da optogenética. É uma tecnologia chave na medida em que pode ser utilizada para analisar os princípios no tratamento de células cancerígenas com alta temperatura local. Além disso, espera-se que possa ser aplicado a tecnologias de semicondutores de próxima geração, como dispositivos vestíveis, dispositivos de exibição transparente e análise de deterioração local de semicondutores de energia, com base no princípio de operação sem energia.
O professor do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação do DGIST, Kang Hong-gi, disse: “É significativo que propusemos uma tecnologia que mede direta e precisamente o efeito fototérmico, cuja maior vantagem é a geração rápida de calor local”, e acrescentou, “Estamos ansiosos pela possibilidade de análise aprofundada de bioengenharia e aplicação biomédica combinando-a com vários chips bioeletrônicos por meio de processos micro-semicondutores no futuro.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por DGIST (Instituto Daegu Gyeongbuk de Ciência e Tecnologia). Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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