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- 研究人員為可穿戴醫(yī)療設(shè)備開(kāi)發(fā)新的石墨傳感器技術(shù)
- 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)表于 2023/4/27
該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種配制基于G膩?zhàn)拥挠湍姆椒�，該方法可以作為薄膜印刷到彈性基材上，包括�?chuàng)可貼，并易于附著在皮膚上。
AMBER，SFI先進(jìn)材料和生物工程研究中心以及Trinity物理學(xué)院的研究人員使用其創(chuàng)新的G-Putty材料開(kāi)發(fā)了下一代基于石墨烯的傳感技術(shù)。
該團(tuán)隊(duì)的印刷傳感器的靈敏度是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的50倍，并且在被視為行業(yè)游戲規(guī)則改變者的重要指標(biāo)上優(yōu)于其他可比的納米傳感器：靈活性。
在不降低性能的情況下大限度地提高靈敏度和靈活性，使團(tuán)隊(duì)的技術(shù)成為可穿戴電子和醫(yī)療診斷設(shè)備新興領(lǐng)域的理想候選者。
該團(tuán)隊(duì)由納米科學(xué)家之一三一物理學(xué)院的Jonathan Coleman教授領(lǐng)導(dǎo)，證明他們可以生產(chǎn)低成本的印刷石墨烯納米復(fù)合應(yīng)變傳感器。
創(chuàng)建和測(cè)試不同粘度（流度）的油墨，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們可以根據(jù)印刷技術(shù)和應(yīng)用定制G-Putty油墨。
他們?cè)凇缎 冯s志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
在醫(yī)療環(huán)境中，應(yīng)變傳感器是一種非常有價(jià)值的診斷工具，用于測(cè)量機(jī)械應(yīng)變的變化，如脈搏率，或中風(fēng)患者吞咽能力的變化。應(yīng)變傳感器的工作原理是檢測(cè)這種機(jī)械變化并將其轉(zhuǎn)換為成比例的電信號(hào)，從而充當(dāng)機(jī)電轉(zhuǎn)換器。
雖然目前市場(chǎng)上有應(yīng)變傳感器，但它們大多由金屬箔制成，在耐磨性、多功能性和靈敏度方面存在局限性。
科爾曼教授說(shuō)：“我和我的團(tuán)隊(duì)以前已經(jīng)用橡皮筋和愚蠢膩?zhàn)又械木酆衔飫?chuàng)造了石墨烯的納米復(fù)合材料。我們現(xiàn)在已經(jīng)將G-膩?zhàn)�，我們的高度可塑性的石墨烯混合愚蠢膩�(zhàn)�，變成了具有良好機(jī)械和電氣性能的油墨混合物。我們的油墨具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以使用工業(yè)印刷方法將其變成工作設(shè)備，從絲網(wǎng)印刷到氣溶膠和機(jī)械沉積。
“我們低成本系統(tǒng)的另一個(gè)好處是，我們可以在制造過(guò)程中控制各種不同的參數(shù)，這使我們能夠針對(duì)需要檢測(cè)非常微小的應(yīng)變的特定應(yīng)用調(diào)整材料的靈敏度。
全球醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)的當(dāng)前市場(chǎng)趨勢(shì)表明，這項(xiàng)研究非常適合個(gè)性化，可調(diào)整，可穿戴傳感器的轉(zhuǎn)變，這些傳感器可以很容易地融入衣服或穿在皮膚上。
2020 年，可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)價(jià)值為 16 億美元，預(yù)計(jì)將大幅增長(zhǎng)，尤其是在遠(yuǎn)程患者監(jiān)測(cè)設(shè)備方面，以及對(duì)健身和生活方式監(jiān)測(cè)的日益關(guān)注。
該團(tuán)隊(duì)雄心勃勃地將科學(xué)工作轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。三一物理學(xué)院的Daniel O'Driscoll博士補(bǔ)充說(shuō)：
“這些傳感器的開(kāi)發(fā)代表了可穿戴診斷設(shè)備領(lǐng)域向前邁出的一大步，這些設(shè)備可以以定制圖案打印并舒服地安裝在患者的皮膚上，以監(jiān)測(cè)一系列不同的生物過(guò)程。
“我們目前正在探索監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)呼吸和脈搏、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和步態(tài)以及懷孕早期分娩的應(yīng)用。由于我們的傳感器結(jié)合了高靈敏度、穩(wěn)定性和大感應(yīng)范圍，并且能夠在柔性、可穿戴的基板上印刷定制圖案，因此我們可以根據(jù)應(yīng)用定制傳感器。用于生產(chǎn)這些設(shè)備的方法成本低且易于擴(kuò)展 - 這是生產(chǎn)大規(guī)模使用的診斷設(shè)備的基本標(biāo)準(zhǔn)。
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