還在戴健康手環？可印在皮膚上的監測傳感器會不會更香？_風聞

原創 

研究人員開發了一種“燒結輔助層”，實現了室温燒結，使直接在人類皮膚上打印傳感器的設想變成了現實。

藉助新型輔助層，研究人員可以將傳感器直接“印製”在人體皮膚上。

可穿戴傳感器正逐漸從簡單的電極、手錶向複雜的可彎曲設備發展，進而為用户提供更精確的生物特徵測量和更舒適的體驗。

eurekalert.org網站當地時間10月12日報道，美國賓夕法尼亞州立大學（PSU）和中國哈爾濱工業大學（HIT）的研究人員開發了一種“燒結輔助層”。這種輔助層降低了燒結温度，使直接在人類皮膚上打印傳感器的設想變成了現實。

相關研究成果刊登於《ACS應用材料與界面》雜誌中。 

此前，論文作者、PSU教授Huanyu Cheng等曾開發了用於可穿戴傳感器的柔性電路板。然而，受金屬元件燒結温度的影響，研究人員無法直接在皮膚上“打印”傳感器——通常情況下，需要300攝氏度左右的高温，才能將傳感器的銀納米顆粒粘合。

“顯然，人類皮膚無法承受這麼高的温度，”Cheng説，“為了突破這一限制，我們開發了一種燒結輔助層。輔助層不會損傷皮膚，並且可以讓材料在更低的温度（約100攝氏度）下燒結。這一温度雖然可以滿足在衣服或紙上打印傳感器的需求，但仍是人類皮膚不能承受的高温。因此，我們優化了輔助層的組成，改變了打印材料，最終實現了室温燒結。”

室温燒結輔助層主要由聚乙烯醇糊和碳酸鈣構成，它既降低了打印表面的粗糙度，還使超薄金屬圖案層的打印具備了可行性。更重要的是，它能使打印的金屬層可彎曲、可摺疊，同時保持機電功能。打印傳感器時，研究人員會使用吹風機去除作為“印墨”溶劑的水分。

Cheng表示，這種傳感器能夠精確、持續地捕捉温度、濕度、血氧水平和心臟表現信號。通過將傳感器連入具有無線傳輸能力的網絡中，研究人員還能進行組合信號監測。此外，傳感器也十分環保，它在温水中仍能工作數天，用户可以用熱水去除該設備。

Cheng説：“傳感器是可回收的，移除過程不會損壞設備也不會損傷皮膚，這對於老人、嬰兒等皮膚敏感羣體尤其重要。”之後，研究人員計劃按需改進這項技術，使其能針對特定應用發揮作用，例如：用於精確監測COVID-19相關症狀。

編譯：雷鑫宇

審稿：西莫

責編：陳之涵

期刊來源：《ACS應用材料與界面》期刊編號：1944-8244

原文鏈接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/ps-epw100920.php

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