如何通過3D列印的無害水凝膠傳感器來探測皮膚被紫外線照射的強度

2020-12-17 電子發燒友

如何通過3D列印的無害水凝膠傳感器來探測皮膚被紫外線照射的強度

MEMS 發表於 2020-12-01 16:10:09

對於皮膚白的人來說，每年夏天都有一場與太陽的抗爭。美國克拉克森大學的研究人員稱，在美國，每年都有170例由紫外線照射引起的皮膚癌確診病例。當然這並不代表我們夏天只能躲在屋子裡，因為紫外線的照射一般都是間歇性的，但是我們仍需要採取一定的防範措施，比如塗大量的防曬霜。然而，該團隊找到了一種更好的方法，涉及3D列印可穿戴生物傳感器，該技術在醫療監測領域早已有所應用。

克拉克森大學生物化學分子科學系名譽教授Silvana Andreescu與她實驗室的兩名學生Abraham Finny和Cindy Jiang，就他們的研究發表了一篇文章，探討了如何通過3D列印的無害水凝膠傳感器來探測皮膚被紫外線照射的強度，從而防止曬傷。

這些研究人員與3D生物列印公司Allevi也有合作。他們的研究目的是為了製作一種便宜的小型紫外線檢測器，並研製一種可直接接觸皮膚、可生物降解、可生物相容的生物墨水，將它放入這個紫外線傳感器中。

Andreescu解釋道：「由於3D印表機變得越來越便宜且方便，因此我們決定用它來探索生物3D列印的潛力，製造了這些可穿戴的紫外線傳感器。」生物3D列印一步到位和可重複生產的特點，使他們可以製造出功能齊全、性能穩定的可穿戴生物傳感器。為了生成複合型墨水，研究小組將10%的明膠和8%的海藻酸鹽混合，而其主要光活性成分為氧化鈦粉末，氧化鈦粉末在紫外線輻射下會釋放電子從而改變顏色，類似於變色紋身。

研究人員將這些3D列印的可穿戴生物傳感器置於戶外進行測試，發現它的顏色會隨著紫外線照射時間的增長而變淡。這些便宜的3D列印傳感器還能運用在紫外線消毒領域。通過這個傳感器，人們可以知道某件工具或是衣服是否已獲得足夠的紫外線照射。

責任編輯：lq

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 多倫多大學《材料化學》3D列印鐵螯合碳點傳感的抗菌水凝膠敷料
    傷口敷料很容易使用三維（3D）列印製造。水凝膠抗菌性能的新機制，其傳感能力，生物相容性以及3D列印傷口敷料貼片的能力使其成為製造高級傷口敷料的非常有前途的材料。圖1說明了水凝膠，它是通過醛改性的纖維素納米晶體（CNC）與載有氮摻雜的碳點（C-dots）和明膠的共價交聯形成的，這種凝膠剝奪了傷口上的病原體偏愛的離子鐵。在該後面，組織將此水凝膠稱為C-dot/EKGel。此外，當Fe3+離子被水凝膠吸收時，C點光致發光（PL）被淬滅，因此除了具有抗菌活性外，還提供了敷料的傳感能力。
  • 高光輝《JMCA》類似皮膚機械行為DNA啟發的水凝膠機械受體
    良好的導電性，高透明度和出色的生物相容性對於柔性傳感器至關重要。如圖3a所示，所有QCS-AMP/PAAm水凝膠的電導率均約為0.028 S cm-1。令人印象深刻的是，QCS-AMP/PAAm水凝膠的電導率幾乎不受AMP驅動的機械強度的增加的影響，這與大多數以犧牲電導率為代價而提高機械性能的水凝膠不同。
  • 基於水性油墨《Small》3D列印分層結構超分子聚合物液晶水凝膠
    為了優化印刷條件和離子交聯的PA凝膠的排列，作者研究了納米纖維狀聚合物中的超分子內聚力如何影響油墨粘度，以及離子化合價和濃度如何確定印刷結構的保真度。以下各節概述了如何使用超分子化學來調節油墨的可印刷性以及如何利用印刷參數來增強功能。圖1擠出印刷液晶超分子聚合物水凝膠。
  • 3d列印房子的弊端_3D列印食品的利弊
    3d列印房子的弊端 　　我國的3d列印房屋比國外起步晚，技術水平也不高，因此存在很多問題。那麼3d列印房屋的缺點有哪些呢？什麼是3d列印房屋呢？下邊就跟隨小編我們一起來看看！ 　　3d複印房屋的缺點有什麼： 　　①抗壓強度難題：房屋儘管能「複印」出去，但未必能抵禦受得了風吹雨打； 　　②精密度難題：層次生產製造存有「樓梯效用」，各層儘管太薄，但仍會產生必須薄厚的「樓梯」，若將表層生產製造成圓弧狀，則會導致精密度上的誤差； 　　③原材料局限：現階段3D複印機能夠應用原材料非常少，只能熟石膏、無機物顆粒料、光敏樹脂、塑膠等
  • 《材料今天物理》水凝膠與軟機器人
    此外，將化學響應水凝膠與壓力傳感器集成在一起，可以通過壓力變化來測量化學刺激。如圖10c-d，由電介質包封的平行電極陣列可以識別液體分子。水凝膠可以包含功能性顆粒以長期監測傷口、構建體內細胞毒性傳感器和可穿戴化學感測貼片（圖10f）。圖10 基於水凝膠的軟化學傳感器。
  • 賀曦敏《物質》可穿戴應變傳感器和超級電容器水凝膠的分層結構
    【前沿背景】新近開發的柔性和可伸縮電子設備試圖通過執行人類功能（例如在人造皮膚中）和多功能假肢（用於協助人類運動）或與服裝或人體進行接口（例如在導電互連，生物電子學中）來彌合人與機器之間的鴻溝，可穿戴式傳感器，可伸縮的儲能設備和柔性光電設備。所有這些應用都需要高導電性和機械柔順性的材料。
  • 紫外線光療儀照射劑量用什麼單位表示
    紫外線光療儀照射劑量用什麼單位表示，紫外線光療儀在進行照射前，要有一個劑量計算，特別是在第一次進行照射的時候，還是比較重要的。紫外線光療儀照射劑量用什麼單位表示呢，一般都是用焦耳表示。紫外線光療儀照射劑量用什麼單位表示紫外線光療儀照射劑量用什麼單位表示，起始量：根據年齡、性別、皮膚類型定光療的起始量。同時還應參考以往是否使用過光療及皮膚對光的敏感程度。
  • 哈佛碩博胡宇航:3D列印形狀記憶雙網絡水凝膠變形章魚/手抓器
    對於3D列印，作者選擇基於擠出型技術，與其他印刷技術（如立體光刻和噴墨列印）相比，該技術具有更高的可擴展性以及經濟和產品質量之間的良好平衡。為了改善水凝膠的機械性能，組織使用了雙網絡（DN）方案，該方案已被證明是提高水凝膠的韌性並降低缺口敏感性的通用策略。通過永久鍵交叉連結的主網絡和通過動態可逆鍵交叉連結的次網絡。
  • 「Advanced Science」黑磷基水凝膠的光控原位生物礦化
    由於近紅外吸收性能優異，近紅外光照射不僅促進BP降解為PO43，而且增強化學活性，加速PO43與Ca2+的反應，促進原位生物礦化（圖1)。通過製備BP摻入水凝膠(BP@Hydrogel)證明了水凝膠的礦化作用，該水凝膠在近紅外光照下可大大改善生物礦化性能。生物礦化過程可以通過調節光的照射時間和照射位置來控制，在組織工程中對力學性能和骨誘導能力的控制具有很高的潛力。
  • 了解什麼是3D列印
    當然沒有問題，那我們最常見的兩種絲材列印的方法就是絲材疊加-FDM（熔融沉積製造）以及墨水直寫DIW，是目前最為常用的列印方式，價格從幾千到幾萬不等，ftm列印通過標準的絲材送入到噴頭中，在噴頭中加熱融化，擠出熔融的聚合物絲後，在外界低溫的環境下固化形成數百微米的絲，絲絲疊加構成面，面再構成3D實體，常用的fdm列印材料是聚乳酸絲材。
  • :光響應性光子水凝膠使原位...
    為解決這一問題，東南大學杜鑫副研究員和顧忠澤教授團隊通過將結構顏色特性引入光可重構水凝膠，結合兩個不同的光子特性，可以用紫外線調節水凝膠的剛度，並通過可見範圍內水凝膠的反射變化研究剛度的變化。由於光的獨特特性，可以時空控制水凝膠的機械調節。與目前的方法相比，該方法是非侵入性的，並且在類似性能下速度更快。
  • 3D列印技術突破將為列印「木製」產品開路
    據外媒報導，幾年前，瑞典查爾姆斯大學的科學家們用木頭纖維創造了一種3D列印介質。現在，他們開發出了一種新的列印方法，即用它來列印具有天然木材結構和質量的固體材料。據了解，之前的材料是以納米纖維素凝膠的形式出現，這意味著它含有從木漿中提取的微小纖維素纖維。
  • 新南威爾斯大學《德國應化》超低濃度超低分子量的光開關水凝膠
    通過在膠凝劑分子中包含光響應性光可開關單元，使水凝膠具有光響應性。所有先前的例子都依靠肽或其他附加基團的加入來實現水凝膠的形成（圖1a，b）。通過引入分子光開關，例如二芳基乙烯，螺吡喃，偶氮苯，，鄰氟偶氮苯和芳基偶氮吡唑，已使基於肽或聚合物的水凝膠具有光響應性。芳基偶氮吡唑（AAP）是最近引入的一類偶氮雜芳烴光開關。
  • 把Nature發遍,從尿不溼到人造皮膚,這位科學家把水凝膠做到極致
    題為：Highly stretchable and tough hydrogels（高度可拉伸且堅韌的水凝膠）他們報告了一種由形成離子和共價交聯的雙網絡聚合物合成水凝膠。儘管這類凝膠含有約90％的水，但它們的拉伸強度可以超過其初始長度的20倍，這些材料的斷裂能非常高：即使含有通常會引發水凝膠裂紋形成的缺陷，它們的拉伸強度也可以超過自身長度的17倍。
  • 3D列印常用的材料有哪些?
    然而，最近，家用3D印表機，可以列印在金屬和碳等強度材料。由於能夠列印這種強度材料的設備已經問世，3D 印表機在很久以前就經常用作原型的製作，但越來越多的案例用於作為實際產品和最終產品銷售。沃勒斯公司總裁特裡·沃勒斯說，"在3D印表機上列印的數百個部件（結合波音和歐洲空客的兩大飛機）已經融入了飛機，在天空中飛行」。
  • 智能穿戴《ACS Nano》電磁幹擾屏蔽MXene超薄水凝膠
    【科研摘要】最近，愛爾蘭都柏林聖三一學院Ji Liu 和Valeria Nicolosi教授團隊通過生物礦化啟發的組裝路徑來製造結合了MXene和聚丙烯酸的水凝膠型屏蔽材料。該複合水凝膠顯示出優異的可拉伸性和可回收性，良好的形狀適應性和粘合性，以及快速的自修復能力，證明了極大的應用靈活性和可靠性。
  • 紫外線傳感器的特點及應用分析
    但是，陽離子引發劑卻對親核性的雜質諸如水很敏感，這類雜質會中和陽離子使鏈增長發生終上。陽離子引發劑在價格上相對較貴，因此也不常用。 國內外試驗箱的生產標準、試驗箱檢驗方法或試驗方法中，對於試驗箱技術指標的考核均在設備達到穩定後一定時間再進行測量記錄。
  • 西南交大周紹兵:鹽響應三重記憶的水凝膠可穿戴設備監測人體健康
    SME賦予傳感器通過視覺形狀轉換來檢測鹽溶液中濃度變化的能力。導電性使傳感器在檢測到人體運動時對即時電信號做出反應，而可拉伸性則使傳感器承受大規模的機械變形。自發的自愈和自粘功能使傳感器具有更高的可靠性，更長的使用壽命以及對人體皮膚的良好附著力。因此，這種多功能水凝膠可以成為精確，方便地監測人體健康的良好選擇。
  • 鄭州大學:無缺陷石墨烯為添加劑的超快自修復/光熱活性水凝膠
    石墨烯納米片直接與丙烯酸單體和粘土組裝在一起，製備出柔性的半透明水凝膠。得益於無缺陷石墨烯的優異性能，水凝膠具有較高的機械性能，超快的自修復能力，出色的電導率和超高的光熱轉化效率。根據以上優點，石墨烯/聚丙烯酸/粘土水凝膠可在不久的將來用於疾病診斷，人造電子皮膚和軍事隱形材料的智能傳感器。
  • 全新3D列印組合工藝,可通過發光液體檢測損壞
    除了立體光刻或選擇性雷射燒結外，熔融沉積建模技術(FDM)是最常用的3D列印技術之一。FDM在印刷純聚合物材料（如丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龍、聚己內酯(PCL)）方面非常成功，將熱塑性聚合物以「永不終止」的方式擠出，僅受聚合物熔體粘度的限制，以確保印刷後的均質擠出和自支撐強度。