超渗透可穿戴电子设备:稳定长期生物信号监测技术的研发

科技
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香港城市大学的科学家们最近研发了一种超级透气可穿戴电子设备,这种设备不仅轻便、有弹性,而且汗液渗透性提高了400倍,使得生物信号的可靠长期监测成为可能。这一突破性研究由香港城市大学生物医学工程系的余新格教授领导的研究团队完成。

可穿戴电子设备在促进健康和健身方面起着重要作用。然而,长期稳定的信号监测受到汗液或空气渗透性的影响。余教授和他的团队致力于解决可穿戴设备在引起不适或由于出汗造成信号中断的问题。

研究团队通过材料加工、器件结构和系统集成等方面的工作,发展出了一种基本方法,实现了基于自然启发的三维液体二极管(3D LD)结构的集成透气式可穿戴电子设备。这种结构通过表面结构促进液体在特定方向上的自发流动。

研究小组创造的设备能够比人体自身产生的汗液传输效率高出4000倍,从而在出汗情况下确保无缝监测,解决了因汗液在设备与皮肤之间积聚而引起的信号中断问题。同时,由于其薄、轻、柔软和具有拉伸性的特点,该设备与人体具有极好的兼容性,可以有效粘附在皮肤上,保持舒适稳定的界面,提供高质量的信号。

余教授表示:“我们的研究为软性透气可穿戴设备提供了流体操纵和系统集成策略。我们已经成功将这项技术应用于先进的皮肤集成电子设备和纺织品集成电子设备,实现了长达一周的可靠健康监测。”

目前,研究团队正在推进临床试验,以确认他们的技术在现实场景中的有效性。文章的第一作者是张斌斌博士、李继宇博士、周景坤和周龙,余教授是通讯作者。张博士和李博士是生物医学工程系和香港创新科技中心的博士后研究员。周景坤和周龙分别是余教授的博士生。

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