会呼吸的健康监测器

轻薄的低过敏性电子传感器。照片来源:物质人民网

最近，日本东京大学的一个研究小组开发了一种低过敏性电子传感器。这种非常薄的传感器可以连续佩戴在皮肤上一周而不会引起任何不适，甚至使用者会忘记它们的存在。该弹性电极由透气纳米网组成，有望作为一种非侵入式电子皮肤装置用于长期连续监测人体健康。

近年来，可穿戴电子产品取得了巨大的进步。下一代产品使用轻质高弹性材料，直接贴在皮肤上，实现更灵敏和准确的测量。然而，尽管在这些装置中使用的超薄薄膜和橡胶片对皮肤具有良好的粘附性，但是它们缺乏透气性被认为对于长期使用是不安全的——皮肤病学测试显示，小的可拉伸材料会阻碍出汗并阻碍皮肤周围的空气流动，导致刺激和炎症，并且最终可能对生理和心理产生长期影响。

“目前，在医疗和体育行业，迫切需要能够佩戴并持续监控一周以上的设备。”东京大学工程学教授*迪亚说，在此之前，教授的研究小组已经开发了一种皮肤贴片来测量血液中的含氧量。

该小组开发的电极现在由一种含有水溶性聚合物、聚乙烯醇和金层状材料的纳米网组成，与人体具有良好的生物相容性。在设备上喷洒少量的水，溶解聚乙烯醇纳米纤维，聚乙烯醇纳米纤维可以很容易地附着在皮肤上——该设备无缝地适合人体皮肤的曲面，包括毛孔和指纹。

研究人员对20名受试者进行了皮肤斑贴试验。佩戴该装置一周后，没有受试者出现炎症。该团队还评估了纳米网格导体的水蒸气渗透性，与超薄塑料薄膜和橡胶片相比，其多孔网络结构具有更优异的透气性。

此外，研究人员将导体附着在手指上，并通过10，000多次反复弯曲和拉直测试证明了该装置的机械耐久性。同时，该装置对肌肉电活动的读数与常规凝胶电极获得的读数几乎相同，这也证实了其作为肌电图记录电极的可靠性。

"这种装置可以监测病人的生命体征，而不会造成任何压力或不适。"*说。除了护理和医疗应用之外，该设备还可以连续、准确地监控运动员的生理信号和身体运动，而不会影响他们的训练或表现。(李)

中国科学新闻(2017-07-27，第6版前沿)