柔性可穿戴傳感器已廣泛應(yīng)用于脈搏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然而，具有中心對(duì)稱(chēng)微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器很難兼具高靈敏度和寬壓力監(jiān)測(cè)范圍。近期，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院的科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出基于毛發(fā)狀微結(jié)構(gòu)的高靈敏脈搏檢測(cè)柔性傳感器。研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》期刊，論文的標(biāo)題為"Flexible sensor based on Hair-like microstructured ionic hydrogel with high sensitivity for pulse wave detection"。
該研究通過(guò)改進(jìn)光刻工藝設(shè)計(jì)制造出一種離子水凝膠傳感器，其具有可調(diào)節(jié)、不穩(wěn)定的類(lèi)似毛發(fā)微結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼具了高靈敏度和寬壓力監(jiān)測(cè)范圍。該傳感器在0-4kpa范圍內(nèi)的靈敏度為2296 kPa?1，在4-40kpa范圍內(nèi)的靈敏度為1167 kPa?1，在40-100kpa范圍內(nèi)的靈敏度為511 kPa?1，同時(shí)具有較低的檢測(cè)極限(-3.9 Pa)、快速的響應(yīng)時(shí)間(37 ms)和良好的穩(wěn)定性（2900次/循環(huán)），并且其實(shí)時(shí)響應(yīng)可以與不同的加載壓力、加載速度相匹配。同時(shí)，在無(wú)外界壓力下，該研究不僅成功通過(guò)袖帶壓縮來(lái)監(jiān)測(cè)脈搏波，還實(shí)現(xiàn)了在靜壓下監(jiān)測(cè)脈搏波。此外，離子水凝膠還可以被收集和再生，有利于環(huán)境保護(hù)和資源利用。
該研究為實(shí)現(xiàn)兼具高靈敏度、寬線性檢測(cè)范圍和良好穩(wěn)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(lái)源：科技部生物中心
