用于可穿戴医疗设备的石墨传感器
研究人员使用 G-Putty 材料(一种高延展性的石墨烯混合腻子)开发了基于石墨烯的传感技术。印刷传感器的灵敏度是行业标准的 50 倍,并且在一个重要指标上优于其他类似的纳米传感器:灵活性。在不降低性能的情况下最大限度地提高灵敏度和灵活性,使该技术成为可穿戴电子设备和医疗诊断设备新兴领域的理想选择。
该团队证明它可以生产低成本的印刷石墨烯纳米复合应变传感器。创建和测试不同粘度(流动性)的墨水,该团队发现它可以根据印刷技术和应用定制 G-Putty 墨水。在医疗环境中,应变传感器是一种有价值的诊断工具,用于测量机械应变的变化,例如脉搏率,或中风患者吞咽能力的变化。应变传感器通过检测这种机械变化并将其转换为成比例的电信号来工作,从而充当机电转换器。虽然目前有应变传感器,但它们大多由金属箔制成,在耐磨性、多功能性和灵敏度方面存在局限性。
该团队将 G-putty 变成了一种具有出色机械和电气性能的墨水混合物。使用工业印刷方法,从丝网印刷到气溶胶和机械沉积,墨水可以变成工作装置。另一个好处是,团队可以在制造过程中控制各种不同的参数,从而能够针对需要检测微小应变的特定应用调整材料的灵敏度。
传感器的开发代表着可穿戴诊断设备向前迈出了相当大的一步——这些设备可以打印成定制图案并舒适地安装在患者的皮肤上,以监测一系列不同的生物过程。该团队正在探索监测实时呼吸和脉搏、关节运动和步态以及怀孕早期分娩的应用。由于传感器结合了高灵敏度、稳定性和大感应范围,并且能够将定制图案打印到柔性、可穿戴基板上,因此团队可以根据应用定制传感器。
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