柔性可穿戴傳感器已廣泛應用于脈搏實時監測，然而，具有中心對稱微結構的柔性壓力傳感器很難兼具高靈敏度和寬壓力監測范圍。近期，清華大學深圳國際研究生院的科研團隊設計出基于毛發狀微結構的高靈敏脈搏檢測柔性傳感器。研究成果發表在《Chemical Engineering Journal》期刊，論文的標題為"Flexible sensor based on Hair-like microstructured ionic hydrogel with high sensitivity for pulse wave detection"。

該研究通過改進光刻工藝設計制造出一種離子水凝膠傳感器，其具有可調節、不穩定的類似毛發微結構，同時兼具了高靈敏度和寬壓力監測范圍。該傳感器在0-4kpa范圍內的靈敏度為2296 kPa?1，在4-40kpa范圍內的靈敏度為1167 kPa?1，在40-100kpa范圍內的靈敏度為511 kPa?1，同時具有較低的檢測極限(-3.9 Pa)、快速的響應時間(37 ms)和良好的穩定性（2900次/循環），并且其實時響應可以與不同的加載壓力、加載速度相匹配。同時，在無外界壓力下，該研究不僅成功通過袖帶壓縮來監測脈搏波，還實現了在靜壓下監測脈搏波。此外，離子水凝膠還可以被收集和再生，有利于環境保護和資源利用。

該研究為實現兼具高靈敏度、寬線性檢測范圍和良好穩定性的柔性可穿戴傳感器提供了有益探索。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137929

來源：科技部生物中心

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