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廈門大學(xué)侯旭教授/帝國理工大學(xué)李明博士、Eduardo Saiz教授《Device》:防汗生物電子皮膚傳感器
2023-06-28  來源:高分子科技

  近日,廈門大學(xué)侯旭教授課題組英國帝國理工大學(xué)李明博士、Eduardo Saiz教授合作在Cell新子刊Device》上發(fā)表題為Sweat-resistant bioelectronic skin sensor”的研究論文,通過構(gòu)筑液基材料用于抗汗生物電子皮膚,不僅能在干燥、油性和出汗的環(huán)境下穩(wěn)定監(jiān)測電生理信號,提供疾病風(fēng)險預(yù)警,而且在極端環(huán)境下也可以進(jìn)行人機(jī)交互。


  生物電子皮膚傳感器為高強(qiáng)度運(yùn)動下診斷和預(yù)測相關(guān)疾病提供了更多機(jī)會。然而,大多數(shù)皮膚傳感器在潮濕的生理環(huán)境中會因失效而脫落,這嚴(yán)重限制了其應(yīng)用;诖,研究團(tuán)隊(duì)報告了一種基于液基材料生物電信號和運(yùn)動監(jiān)測具有高靈敏度的防汗生物電子皮膚傳感器。這種傳感器不僅對干燥、油性和出汗的人體皮膚具有很強(qiáng)的附著力,而且具有穩(wěn)定、靈敏的電信號響應(yīng)特性。此外,高拉伸性、即時自愈、防潮和抗凍特性意味著液基材料可應(yīng)用于可穿戴防汗生物電子傳感器在復(fù)雜條件下進(jìn)行人機(jī)交互,可監(jiān)測不同場景下的微小運(yùn)動或劇烈運(yùn)動下的電生理信號,并提供疾病風(fēng)險預(yù)警,為可穿戴電子傳感器的設(shè)計提供了新的可能。如圖1示意性所示,與傳統(tǒng)BSS(在干燥皮膚上的粘附力較弱,在出汗條件下容易脫落相比,SRBSS在干燥條件下保持穩(wěn)定的粘附力,并且在出汗條件下也保持穩(wěn)定。優(yōu)異的性能確保SRBSS可用于身體信號傳感和報警過程。 


圖1:防汗生物電子皮膚傳感器(SRBSS)的設(shè)計和原理 


圖2SRBSS的抗凍性、拉伸性、導(dǎo)電性和長期穩(wěn)定性。 


圖3SRBSS的自愈和粘附性能。 


圖4SRBSS的體外抗菌活性、皮膚致敏性以及細(xì)胞毒性和溶血率。


5SRBSS作為生物電電極的傳感應(yīng)用,各種情況下的心電信號采集及相關(guān)報警系統(tǒng)。


  帝國理工學(xué)院李明博士和廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士生李維軍為論文共同第一作者兼通訊作者,廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院侯旭教授為論文共同通訊作者。該研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金(52025132、21975209、21621091、22021001和22121001)、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(2018YFA0209500)、福建省國家科學(xué)基金(2022J02059)、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(20720220085)、"111計劃"(B17027B16029)、嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室科技項(xiàng)目(RD2022070601)和英國EPSRC未來制造中心項(xiàng)目(MAPP,EP/P006566)等資助和支持。


  文章鏈接:https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(23)00006-6

  課題組主頁:http://xuhougroup.xmu.edu.cn/

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