新型轻薄心脏监测器研制成功
发布于 2013-07-17 · 浏览 315 · IP 江西江西
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一种像皮肤一样轻薄、可戴在手腕上测心跳的电子感应器，近期在美国斯坦福大学华人教授鲍哲南的实验室里诞生。这种用最新材料制成的电子器件比现有产品更安全、更方便使用，有助于更有效诊断动脉硬化和心血管疾病。
跟随鲍哲南从事这项研究的郑志强和梅建国5月13日在实验室向中新社记者展示了这项研究成果。
它是一块比邮票还小的塑料片，和皮肤一样轻薄，对压力非常敏感，可以任意弯曲折叠。研究人员把它附在一张创可贴胶布上，贴在手腕处，人体的脉博跳动通过塑料片上的16个压力感应器传输信号，医护人员根据电脑显示的心跳曲线判断心脏是否健康，为那些动脉及心脏有潜在问题的新生儿和病人提供了一个安全、便捷的监测工具。
电子工程博士生郑志强介绍说，早在2010年，鲍哲南实验室就发明了这种通过感应人体脉博测量心跳的电子器件。“但使用的晶体材料柔软度不理想，易折断，不能弯曲，也不能印刷，无法戴在手腕上测量。”
去年，化学工程博士后梅建国发明了一种新材料，他说“这种高分子材料具有易折叠、可弯曲、可印刷和价廉的特性。”
在鲍哲南指导下，物理学博士后格瑞格·施瓦兹、郑志强和梅建国等人的跨学科合作，使得这项研究最终完美实现目标。他们的研究本周刊登在《自然》杂志旗下的网上周刊《自然—通讯》上 。
研究人员正在尝试将这个电子器件从有线变成无线。最终医生可通过手机或电脑接受病人手腕上电子器件的信号，持续监测病人心脏，准确判断病情。
与目前使用的相同功能监测工具比较，鲍哲南研究团队的发明更安全、更方便使用。有朝一日，它将取代放入病人体内的血管内导管，在病人体外完成心脏监测，减少病人的痛苦和感染的可能性。
本科就读中国南京大学的鲍哲南在美国芝加哥大学获得化学博士，曾供职于贝尔实验室，现任斯坦福大学化学工程学教授。
鲍哲南长期从事材料科学、能源、纳米电子学和分子电子学等领域研究，拥有多项世界领先的发明。包括透明及可拉伸的人工电子皮肤、可拉伸太阳能电池材料和电子纸等。
《自然—通讯》发表论文摘要
Flexible polymer transistors with high pressure sensitivity for application in electronic skin and health monitoring
Flexible pressure sensors are essential parts of an electronic skin to allow future biomedical prostheses and robots to naturally interact with humans and the environment. Mobile biomonitoring in long-term medical diagnostics is another attractive application for these sensors. Here we report the fabrication of flexible pressure-sensitive organic thin film transistors with a maximum sensitivity of 8.4?kPa?1, a fast response time of <10?ms, high stability over >15,000 cycles and a low power consumption of <1?mW. The combination of a microstructured polydimethylsiloxane dielectric and the high-mobility semiconducting polyisoindigobithiophene-siloxane in a monolithic transistor design enabled us to operate the devices in the subthreshold regime, where the capacitance change upon compression of the dielectric is strongly amplified. We demonstrate that our sensors can be used for non-invasive, high fidelity, continuous radial artery pulse wave monitoring, which may lead to the use of flexible pressure sensors in mobile health monitoring and remote diagnostics in cardiovascular medicine.
作 者：Gregor Schwartz, Benjamin C.-K. Tee, Jianguo Mei, Anthony L. Appleton, Do Hwan Kim, Huiliang Wang & Zhenan Bao
原文链接：http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2832.html
跟随鲍哲南从事这项研究的郑志强和梅建国5月13日在实验室向中新社记者展示了这项研究成果。
它是一块比邮票还小的塑料片，和皮肤一样轻薄，对压力非常敏感，可以任意弯曲折叠。研究人员把它附在一张创可贴胶布上，贴在手腕处，人体的脉博跳动通过塑料片上的16个压力感应器传输信号，医护人员根据电脑显示的心跳曲线判断心脏是否健康，为那些动脉及心脏有潜在问题的新生儿和病人提供了一个安全、便捷的监测工具。
电子工程博士生郑志强介绍说，早在2010年，鲍哲南实验室就发明了这种通过感应人体脉博测量心跳的电子器件。“但使用的晶体材料柔软度不理想，易折断，不能弯曲，也不能印刷，无法戴在手腕上测量。”
去年，化学工程博士后梅建国发明了一种新材料，他说“这种高分子材料具有易折叠、可弯曲、可印刷和价廉的特性。”
在鲍哲南指导下，物理学博士后格瑞格·施瓦兹、郑志强和梅建国等人的跨学科合作，使得这项研究最终完美实现目标。他们的研究本周刊登在《自然》杂志旗下的网上周刊《自然—通讯》上 。
研究人员正在尝试将这个电子器件从有线变成无线。最终医生可通过手机或电脑接受病人手腕上电子器件的信号，持续监测病人心脏，准确判断病情。
与目前使用的相同功能监测工具比较，鲍哲南研究团队的发明更安全、更方便使用。有朝一日，它将取代放入病人体内的血管内导管，在病人体外完成心脏监测，减少病人的痛苦和感染的可能性。
本科就读中国南京大学的鲍哲南在美国芝加哥大学获得化学博士，曾供职于贝尔实验室，现任斯坦福大学化学工程学教授。
鲍哲南长期从事材料科学、能源、纳米电子学和分子电子学等领域研究，拥有多项世界领先的发明。包括透明及可拉伸的人工电子皮肤、可拉伸太阳能电池材料和电子纸等。
《自然—通讯》发表论文摘要
Flexible polymer transistors with high pressure sensitivity for application in electronic skin and health monitoring
Flexible pressure sensors are essential parts of an electronic skin to allow future biomedical prostheses and robots to naturally interact with humans and the environment. Mobile biomonitoring in long-term medical diagnostics is another attractive application for these sensors. Here we report the fabrication of flexible pressure-sensitive organic thin film transistors with a maximum sensitivity of 8.4?kPa?1, a fast response time of <10?ms, high stability over >15,000 cycles and a low power consumption of <1?mW. The combination of a microstructured polydimethylsiloxane dielectric and the high-mobility semiconducting polyisoindigobithiophene-siloxane in a monolithic transistor design enabled us to operate the devices in the subthreshold regime, where the capacitance change upon compression of the dielectric is strongly amplified. We demonstrate that our sensors can be used for non-invasive, high fidelity, continuous radial artery pulse wave monitoring, which may lead to the use of flexible pressure sensors in mobile health monitoring and remote diagnostics in cardiovascular medicine.
作 者：Gregor Schwartz, Benjamin C.-K. Tee, Jianguo Mei, Anthony L. Appleton, Do Hwan Kim, Huiliang Wang & Zhenan Bao
原文链接：http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2832.html
最后编辑于 2022-10-09 · 浏览 315
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