科学家利用多孔硅酮打造出能呼吸的可穿戴生物传感器

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科学家利用多孔硅酮打造出能呼吸的可穿戴生物传感器

据外媒报道,可以戴在皮肤上的生物传感器有望带来一些令人兴奋的可能性,因为它有可能以一种非侵入性的方式监测佩戴者的日常健康乃至血糖或压力水平等情况。来自宾汉姆顿大学的科学家们取得了一项突破性进展,他们使这种设备佩戴起来更舒适并产生更加清晰的信号,另外,它还采用了一种新型多孔硅酮,这种硅酮可以蒸发汗液。

据悉,研究人员使用了一种被称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅酮作为他们的出发点,这种材料因其生物相容性和柔韧性经常在生物传感器开发中被运用。然而,这种固体无孔材料所不能提供的是透气性,而这可能会在几个方面造成问题。

研究论文作者Matthew Brown表示:“在运动监控中,如果你的皮肤上有一个设备,汗水就会在该设备下积聚。而这可能会导致炎症和持续监测应用中出现不准确性。”

Brown和他的同事们能通过静电纺丝技术制造出多孔PDMS,在这种技术中,液体首先能通过电场将其分解成微小的纤维。这种生产方法导致了一种新材料的产生,这种材料在机械测试中的表现类似于人类表皮的胶原蛋白和弹性纤维,并与此同时还提供了使其能粘在人类皮肤上的粘性特性。

研究小组通过一系列实验测试了多孔PDMS的性能并证实了其在运动过程中可以让汗液蒸发并始终保持高分辨率信号。与之一起测试的无孔PDMS则无法做到让汗液蒸发,于是由此产生的信号其分辨率自然要更低。

除了汗液之外,多孔材料还允许小分子和气体通过。根据研究小组的说法,这意味着它可以跟人体组织结合从而开辟一系列可能性,包括伤口愈合、氧气和二氧化碳监测甚至是植入人体细胞的可植入设备。

相关研究报告已发表在《Advanced Materials Technology》上。

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