上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：31發(fā)布時(shí)間：2025-3-7
浦項(xiàng)科技大學(xué)(POSTECH)材料科學(xué)與工程系Sei Kwang Hahn教授和Tae Yeon Kim博士的研究小組使用金納米線開(kāi)發(fā)了一種集成可穿戴傳感器設(shè)備，可有效測(cè)量和處理兩種生物同時(shí)發(fā)出信號(hào)。他們的研究成果發(fā)表在《材料》雜志上。
可穿戴設(shè)備有多種形式，如附件和貼片，在檢測(cè)物理、化學(xué)和電生理信號(hào)以進(jìn)行疾病診斷和管理方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。最近的研究進(jìn)展集中在設(shè)計(jì)能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)生物信號(hào)的可穿戴設(shè)備。
然而，研究主要的挑戰(zhàn)是每次信號(hào)測(cè)量所需的材料不同，會(huì)導(dǎo)致界面損壞、制造復(fù)雜并降低設(shè)備穩(wěn)定性。此外，這些不同的信號(hào)分析需要進(jìn)一步的信號(hào)處理系統(tǒng)和算法。
不過(guò)，該團(tuán)隊(duì)使用各種形狀的金(Au)納米線解決了這一問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)將銀(Ag)納米線與金融合在一起，最初，通過(guò)涂覆銀納米線的外部來(lái)開(kāi)發(fā)塊狀金納米線，抑制電偶現(xiàn)象。而后，再通過(guò)選擇性蝕刻鍍金納米線上的銀來(lái)制造空心金納米線。塊狀金納米線對(duì)溫度變化反應(yīng)靈敏，而空心金納米線對(duì)應(yīng)變的微小變化表現(xiàn)出高敏感性。
然后將這些納米線圖案化到由苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）聚合物制成的基板上，無(wú)縫集成，不會(huì)分離。通過(guò)利用兩種類型的金納米線（每種都具有不同的特性），他們?cè)O(shè)計(jì)了一種能夠測(cè)量溫度和應(yīng)變的集成傳感器。
此外，他們還設(shè)計(jì)了一個(gè)用于信號(hào)分析的邏輯電路，利用在圖案中引入微米級(jí)波紋而產(chǎn)生的負(fù)規(guī)格系數(shù)。這種方法成功創(chuàng)建了智能可穿戴設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以捕獲信號(hào)，還可以同時(shí)分析信號(hào)。
研究開(kāi)發(fā)的傳感器在檢測(cè)細(xì)微的肌肉震顫、識(shí)別心跳模式、通過(guò)聲帶震顫識(shí)別語(yǔ)音以及監(jiān)測(cè)體溫變化方面表現(xiàn)出了的性能。值得注意的是，這些傳感器既保持了高穩(wěn)定性，又不會(huì)對(duì)材料界面造成損壞。它們的靈活性和出色的拉伸性使它們能夠無(wú)縫地貼合彎曲的皮膚。
/doi/10.1002/adma.202303401
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