近日,南京大學(xué)徐飛教授和江蘇省人民醫(yī)院袁松濤主任聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出了一種對(duì)環(huán)境介電特性具有高魯棒性的眼壓監(jiān)測(cè)智能隱形眼鏡。通過(guò)飛秒激光直寫技術(shù)在PDMS材質(zhì)的介電彈性體內(nèi)構(gòu)建微氣泡陣列,以實(shí)現(xiàn)器件對(duì)壓力信號(hào)的增敏,相對(duì)靈敏度達(dá)到1.15 ‰ mmHg-1。在電感線圈內(nèi)外兩側(cè)采用了銅基微槽屏蔽層,通過(guò)將寄生電場(chǎng)局限在隱形眼鏡的內(nèi)部,有效抵御了外周環(huán)境介電變化對(duì)器件諧振頻率的影響。確保了智能隱形眼鏡對(duì)于不同人群在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下的準(zhǔn)確眼壓測(cè)量,為眼鏡在實(shí)際場(chǎng)景下的抗干擾性提供了保障。
基于LCR諧振子的柔性傳感器具有無(wú)電池、無(wú)芯片的無(wú)線工作能力,在與隱形眼鏡集成并進(jìn)行眼壓監(jiān)測(cè)方面具有很好的使用潛力。然而人眼處于一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境中,眼淚的不斷更新使隱形眼鏡所處的環(huán)境的介電特性不斷變化。LCR諧振子傳感器是一種模擬型傳感器,其用于解調(diào)眼壓的諧振頻率信號(hào)易收到周圍環(huán)境的干擾。尤其是電感電容走線的寄生電容的電場(chǎng),易輻射至隱形眼鏡之外,環(huán)境的介電特性將影響器件的諧振頻率。
圖2 微槽屏蔽層的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
圖4 面向不同離體豬眼上重復(fù)佩戴的抗干擾性測(cè)試
總結(jié):該工作通過(guò)在介電彈性體內(nèi)利用飛秒激光直寫技術(shù)構(gòu)建微氣泡陣列,實(shí)現(xiàn)傳感器的高靈敏度,能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)眼壓的波動(dòng)。同時(shí),引入微槽屏蔽層,提升了傳感器在不同淚液代謝物濃度、角膜個(gè)體差異和反復(fù)佩戴等動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。將環(huán)境變化帶來(lái)的影響控制在3 mmHg以內(nèi),提高了面向所有人群的可穿戴性,為眼壓日常健康監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)鋪平了道路。
文章鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202400722
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