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AMT:明膠納米纖維制備氧化石墨烯薄膜并用于心血管健康檢測

     電子皮膚是一種新興的可穿戴設備,具有重量輕、體積小、無毒害、可聯網、檢測功能多樣的優點。電子皮膚常用于生化檢測、疾病診斷、健康水平監測、情感探測、機器人皮膚等方面的應用,當電子皮膚附着在人的皮膚、植物或者動物表面時,可以獲得其生理信息并轉換為電信号。智能機器人發展的一個關鍵挑戰是使其擁有與人類似的皮膚,從而增加機器人的感知能力,提升人機交互體驗。要應用于實際情況,電子皮膚必須有高靈敏度、柔韌性、便攜性、穩定性和生物兼容性。
     中科院長春應化所張強課題組利用明膠靜電紡絲獲得了納米纖維,再通過高溫碳化該明膠納米纖維轉化為氧化石墨烯薄膜。使用多種分析手段對石墨烯的形成機理進行系統地研究,并獲得最佳的制備條件。将氧化石墨烯薄膜轉移到聚二甲基矽氧烷基底上,制成了一種高靈敏度的壓阻式電子皮膚。由于其高靈敏度的特點,這種電子皮膚可以以用于檢測聲帶振動、呼吸、心尖搏動和脈搏的情況,均具有良好的響應性。在發聲測試中,對于不同單詞反應的波形有明顯區别,對同一單詞相應的波形也有好的重現性,在聲音識别、聲帶修複等方面具有潛在應用價值。在心尖搏動測試中測出了完整的心尖波動周期譜圖,反映出血液在心髒内流淌的動力學過程,可反映出血管閥、心房纖維化、貧血等健康信息。以穿戴的形式附着于手腕處,獲得脈搏跳動譜圖,通過分析脈搏跳動譜圖,獲得動脈硬化指數AIr。分别測試不同年齡段的脈搏跳動譜圖,獲得志願者動脈硬化指數随年齡增長的變化規律。本研究将中醫診斷(把脈、聽診)進行量化及圖譜分析。
     相關論文發表在Advanced Materials Technologies(DOI:10.1002/admt.201900540)。

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