可穿戴電極用于監(jiān)測(cè)心率和其它的關(guān)鍵健康信號(hào)近年來取得了進(jìn)展，新一代的設(shè)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(cè)量。然而，盡管使用在這種設(shè)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(rèn)為長(zhǎng)期使用是不夠安全的。皮膚測(cè)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(yīng)會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的生理或心理影響。
日本東京大學(xué)發(fā)布了一款防過敏電子傳感器，可以佩戴在手背的皮膚上，持續(xù)數(shù)周而不會(huì)有任何的不適感，因?yàn)樗鼤?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，為開發(fā)可以在一段時(shí)間里持續(xù)監(jiān)測(cè)人們健康的非侵入式的電子皮膚設(shè)備帶來了希望。
我們了解到，在醫(yī)療和運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，可連續(xù)監(jiān)測(cè)一周或更長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)備有實(shí)際使用的需要，”來自東京大學(xué)工程學(xué)院的 Takao Someya 教授表示。他的團(tuán)隊(duì)此前開發(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(tuán)隊(duì)開發(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(rèn)對(duì)生物體來說是相容和安全的。這款設(shè)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。它能夠完全無縫地適應(yīng)皮膚的表面，包括汗腺區(qū)域或者食指指紋的紋路。
研究人員之后針對(duì)其刺激性和致敏性對(duì)皮膚貼片進(jìn)行了測(cè)試，在受試者佩戴一周后沒有發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)。團(tuán)隊(duì)也用水蒸氣評(píng)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(xiàn)了超好的氣體透過性。
此外，科學(xué)家們還通過超過 10,000 次的反復(fù)彎折和拉伸驗(yàn)證了這款設(shè)備的耐用性。他們還將之與傳統(tǒng)的凝膠電極相比較，驗(yàn)證了這款設(shè)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(jiān)測(cè)用戶的生命體征將成為可能，”一些人對(duì)該研究小組未來的研究結(jié)果表示。除了護(hù)理和醫(yī)療應(yīng)用之外，新設(shè)備還承諾能夠連續(xù)、精確地監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的生理信號(hào)和身體運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)妨礙他們的訓(xùn)練或表現(xiàn)。
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