可穿戴電極用于監(jiān)測心率和其它的關鍵健康信號近年來取得了進展，新一代的設備會采用更輕盈、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，并且被認為長期使用是不夠安全的。皮膚測試表明優(yōu)質的、可拉伸的材料可以防止出汗、皮膚不透氣、以及刺激或炎癥，這些不良反應會產(chǎn)生持續(xù)的生理或心理影響。
日本東京大學發(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)周而不會有任何的不適感，因為它會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)絡組成，為開發(fā)可以在一段時間里持續(xù)監(jiān)測人們健康的非侵入式的電子皮膚設備帶來了希望。
“我們了解到，在醫(yī)療和運動應用中，可連續(xù)監(jiān)測一周或更長時間的設備有實際使用的需要，”來自東京大學工程學院的 Takao Someya 教授表示。他的團隊此前開發(fā)了能夠衡量血液中氧水平的皮膚貼片。
在目前的研究中，團隊開發(fā)了一個由納米網(wǎng)絡組成的電極，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)確認對生物體來說是相容和安全的。這款設備的配置僅需要撒一點點水，可以溶解 PVA 納米纖維并允許它簡單地粘附到皮膚表面。它能夠完全無縫地適應皮膚的表面，包括汗腺區(qū)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行了測試，在受試者佩戴一周后沒有發(fā)現(xiàn)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(xiàn)了超好的氣體透過性。
此外，科學家們還通過超過 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(tǒng)的凝膠電極相比較，驗證了這款設備作為一個電活動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)測用戶的生命體征將成為可能，”一些人對該研究小組未來的研究結果表示。除了護理和醫(yī)療應用之外，新設備還承諾能夠連續(xù)、精確地監(jiān)測運動員的生理信號和身體運動，而不會妨礙他們的訓練或表現(xiàn)。
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