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- 研究人員為可穿戴醫(yī)療設備開發(fā)新的石墨傳感器技術
- 來源:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)表于 2023/4/27
該團隊開發(fā)了一種配制基于G膩子的油墨的方法,該方法可以作為薄膜印刷到彈性基材上,包括創(chuàng)可貼,并易于附著在皮膚上。
AMBER,SFI先進材料和生物工程研究中心以及Trinity物理學院的研究人員使用其創(chuàng)新的G-Putty材料開發(fā)了下一代基于石墨烯的傳感技術。
該團隊的印刷傳感器的靈敏度是行業(yè)標準的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,使團隊的技術成為可穿戴電子和醫(yī)療診斷設備新興領域的理想候選者。
該團隊由納米科學家之一三一物理學院的Jonathan Coleman教授領導,證明他們可以生產(chǎn)低成本的印刷石墨烯納米復合應變傳感器。
創(chuàng)建和測試不同粘度(流度)的油墨,該團隊發(fā)現(xiàn)他們可以根據(jù)印刷技術和應用定制G-Putty油墨。
他們在《小》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
在醫(yī)療環(huán)境中,應變傳感器是一種非常有價值的診斷工具,用于測量機械應變的變化,如脈搏率,或中風患者吞咽能力的變化。應變傳感器的工作原理是檢測這種機械變化并將其轉(zhuǎn)換為成比例的電信號,從而充當機電轉(zhuǎn)換器。
雖然目前市場上有應變傳感器,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:“我和我的團隊以前已經(jīng)用橡皮筋和愚蠢膩子中的聚合物創(chuàng)造了石墨烯的納米復合材料。我們現(xiàn)在已經(jīng)將G-膩子,我們的高度可塑性的石墨烯混合愚蠢膩子,變成了具有良好機械和電氣性能的油墨混合物。我們的油墨具有以下優(yōu)點:可以使用工業(yè)印刷方法將其變成工作設備,從絲網(wǎng)印刷到氣溶膠和機械沉積。
“我們低成本系統(tǒng)的另一個好處是,我們可以在制造過程中控制各種不同的參數(shù),這使我們能夠針對需要檢測非常微小的應變的特定應用調(diào)整材料的靈敏度。
全球醫(yī)療設備市場的當前市場趨勢表明,這項研究非常適合個性化,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)療設備市場價值為 16 億美元,預計將大幅增長,尤其是在遠程患者監(jiān)測設備方面,以及對健身和生活方式監(jiān)測的日益關注。
該團隊雄心勃勃地將科學工作轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。三一物理學院的Daniel O'Driscoll博士補充說:
“這些傳感器的開發(fā)代表了可穿戴診斷設備領域向前邁出的一大步,這些設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)測一系列不同的生物過程。
“我們目前正在探索監(jiān)測實時呼吸和脈搏、關節(jié)運動和步態(tài)以及懷孕早期分娩的應用。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)應用定制傳感器。用于生產(chǎn)這些設備的方法成本低且易于擴展 - 這是生產(chǎn)大規(guī)模使用的診斷設備的基本標準。
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