Blogi

Ohuen ohuita antureita Atlantin toiselta puolelta – osa 2

Julkaistu

Terveiset Hervannasta. Palasin takaisin Suomeen viettämään joulua ja nyt vuoden vaihteen jälkeen olisi kaiketi hyvä aika tehdä yhteenveto tutkimusvaihdon annista.

Mutta ensin huvi, sitten työ: parin viikon kesälomareissu kalliovuorilla oli mieleenpainuva kokemus mm.  lämmön (korkein lämpötila +51 astetta @ Furnace Creek, Kuolemanlaakso), karujen maisemien (vaelsimme mm. Zion, Grand Canyon ja Rocky Mountain kansallispuistoissa) ja tyhjyyden takia (USA:n länsiosien asukastiheys on n. 18 asukasta/km2, joka on siis suurin piirtein sama kuin kotosuomessa). Matkan muita kohokohtia olivat eläinten kohtaamiset luonnossa, josta esimerkkinä Rocky Mountain kansallispuistossa samalle polulle eksynyt täysikasvuinen puuma (alla oleva kuva).

Kuva 1: Rocky Mountain kansallispuisto ja sen puuma.

Töiden puolesta kesäloman jälkeiset kuukaudet menivät kovin sukkelasti. Ohuen ohuen kampaelektrodilla varustetun pietsosähköisen anturin FE-mallinnus saatiin vietyä loppuun. Tulokset olivat ilmeisen mielenkiintoisia myös muille tiedeyhteisön jäsenille, koskapa mallinnuksesta kirjoitettu raportti odottelee tällä hetkellä open access julkaisua IOP Flexible and Printed Electronics lehdessä nimimerkillä ”A combination of experimental and numerical method for optimizing the sensitivity of ultra-thin piezoelectric sensor with interdigitated electrodes. Menemättä turhan syvälle yksityiskohtiin, pystyimme tutkimuksessa osoittamaan, että FE-mallinnusta ja kokeellisia tuloksia yhdistämällä on mahdollista optimoida anturin geometria ja poolausvaihe maksimiherkkyyden saavuttamiseksi. Tutkimuksen hypoteesia tukeva (ja siksi tutkijaa hyvinkin ilahduttava) havainto oli, että herkkyyden ja ohuuden välillä on käänteisriippuvuus eli mitä ohuempi anturi, sitä herkempi se on. Toinen tutkimusaihe, eli langattoman ja iholle kiinnitettävän tiedonsiirtoyksikön suunnittelu, olikin hieman kömpelömpi prosessi. Yksikön suunnittelusta vastannut tohtoriopiskelija sai nimittäin kesken projektin töitä teollisuudesta ja suunnittelu delegoitiin Rogersin ryhmän tutkijatohtorille. Tästä johtuneen viivästyksen vuoksi prototyypin suunnittelu jäi viime tinkaan. Onneksi saimme nämä kuitenkin toimimaan (alla kuva prototyypistä ja sillä + pietsoanturilla keinosydämestä mitattu pulssiaalto) ja lopulliset tiedonsiirtoyksiköt saapunevat tammikuun loppuun mennessä Suomeen, jolloin voin aloittaa kliinisen lääkelaitetutkimuksen, jossa selvitetään ohuen ohuen pietsosähköisen anturin + tiedonsiirtoyksikön suorituskykyä valtimon pulssiaallon ei-invasiivisessa mittaamisessa. Tarkoitus olisi saada tästä julkaisu lehteen vuoden loppuun mennessä.

Kuva 2: Tiedonsiirtoyksikön prototyyppi ja sillä + pietsoanturilla keinosydämestä mitattu pulssiaalto. Varsinaiset näytteet ovat vielä matkalla.

Edellä mainittujen töiden lisäksi ehdin käymään tiedusteluretkellä IEEE Sensors konferenssissa Dallasissa. Näyttää siltä, että viime aikoina on panostettu paljon pulssiaallon mittaamiseen fotopletysmografisella menetelmällä, mutta toivottavasti tutkimustuloksemme osoittavat, että myös mekaanisella pulssiaallon mittaamisella on paikkansa.