透氣可穿戴皮膚傳感器 未來(lái)用于長(cháng)期的健康監測

　　可穿戴電極用于監測心率和其它的關(guān)鍵健康信號近年來(lái)取得了進(jìn)展，新一代的設備會(huì )采用更輕盈、更有伸縮性的材料直接粘附在皮膚上，以便有更好的敏感度，提供更精確的測量。然而，盡管使用在這種設備上的超薄膜和橡膠板雖然也可以很好的貼合皮膚，但是這些材料的透氣性較差，并且被認為長(cháng)期使用是不夠安全的。皮膚測試表明優(yōu)質(zhì)的、可拉伸的材料可以防止出汗、皮膚不透氣、以及刺激或炎癥，這些不良反應會(huì )產(chǎn)生持續的生理或心理影響。

　　日本東京大學(xué)發(fā)布了一款防過(guò)敏電子傳感器，可以佩戴在手背的皮膚上，持續數周而不會(huì )有任何的不適感，因為它會(huì )輕薄到你忘記了它的存在。這款可拉伸的電極由透氣的納米網(wǎng)絡(luò )組成，為開(kāi)發(fā)可以在一段時(shí)間里持續監測人們健康的非侵入式的電子皮膚設備帶來(lái)了希望。

　　納米電極緊貼在手背的輪廓上，與皮膚緊密貼合。這種可伸展的裝置讓皮膚自然地呼吸，它是如此的輕薄以至于佩戴者甚至忘記了它的存在

　　“我們了解到，在醫療和運動(dòng)應用中，可連續監測一周或更長(cháng)時(shí)間的設備有實(shí)際使用的需要，”來(lái)自東京大學(xué)工程學(xué)院的 Takao Someya 教授表示。他的團隊此前開(kāi)發(fā)了能夠衡量血液中氧水平的皮膚貼片。

　　在目前的研究中，團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)由納米網(wǎng)絡(luò )組成的電極，包含了水溶性的聚合物，聚乙烯醇(PVA)，以及金納米層材料，這些材料已經(jīng)確認對生物體來(lái)說(shuō)是相容和安全的。這款設備的配置僅需要撒一點(diǎn)點(diǎn)水，可以溶解 PVA 納米纖維并允許它簡(jiǎn)單地粘附到皮膚表面。它能夠完全無(wú)縫地適應皮膚的表面，包括汗腺區域或者食指指紋的紋路。

　　可以完全貼合皮膚表面的納米網(wǎng)傳感器及其顯微結構展示

　　研究人員之后針對其刺激性和致敏性對皮膚貼片進(jìn)行了測試，在受試者佩戴一周后沒(méi)有發(fā)現炎癥反應。團隊也用水蒸氣評估了其滲透性，與超薄塑料膜和橡膠薄片相比較而言，這款納米網(wǎng)材料展現了超好的氣體透過(guò)性。

　　此外，科學(xué)家們還通過(guò)超過(guò) 10，000 次的反復彎折和拉伸驗證了這款設備的耐用性。他們還將之與傳統的凝膠電極相比較，驗證了這款設備作為一個(gè)電活動(dòng)記錄性電極的可靠性。

　　“在不引起任何壓力和不適的情況下，監測用戶(hù)的生命體征將成為可能，”一些人對該研究小組未來(lái)的研究結果表示。除了護理和醫療應用之外，新設備還承諾能夠連續、精確地監測運動(dòng)員的生理信號和身體運動(dòng)，而不會(huì )妨礙他們的訓練或表現。