Science Advances:科學家推出可植入皮膚的超柔光電管

2021-03-02 Science

 

圖片來自：http://advances.sciencemag.org/

　　隨著可穿戴設備的持續發展，越來越多的電子元件不斷刷新著人們的眼球。甚至出現了一些超薄的電子光電管可以植入皮膚，不會引起人體的不適，可以用來監測人體狀態和身體健康信息，也可以用來展示身體的信號。近期的《Science Advances》就介紹了一種新的電子技術，基於超薄的電子光電管，代表著新一代的可穿戴設備的發展趨勢。科學家開發出了一種超薄、柔性的三色光電子管（PLED）和有機感光檢測器（OPDs），可以用來實現在人體皮膚展示光電信息，甚至可以檢測人體的狀態。

　　現代電子設備面臨的長期性的問題包括電子裝置的磨損、機械性彎折等，這會導致電子設備的使用壽命和可用性大大降低。開發出新型的耐磨、柔性材料，可以有效提高電子設備的可拓展性和壽命。柔性的電子材料將會是可穿戴設備的新寵。如果有效優化製造工藝，可以最大限度地提高產量和降低成本，對於未來新型的穿戴設備是非常重要的。

　　奧地利科學家團隊開發出了一種新型的光電子管和感光元件，具有超薄的特性，同時還有很好的機械柔性和可延展、拉伸的特點，這種材料被證明非常耐用。結合發出三色光的二極體中的紅色和綠色光源，以及可檢測不同光源強度的感光元件，研究人員開發出了一種超柔軟的反射式血氧檢測儀。這種檢測儀照射手指的血管，並通過檢查光敏元件收集到的數據，就可以測出血氧中的氧含量，並且可以通過手上的皮膚植入集合多種元件的超薄元件組，來顯示一個由七個二極體組成的數字。集成多種微型電子管和光敏元件的薄膜可以做到超薄和超柔軟。該電子元件組成的薄膜包括基質和表層，總厚度僅3微米，甚至比起人體表面的皮膚還薄一個數量級。而且可以有很好的組織相容性，不會引起過敏反應，因而可以被稱為有機光電。雖然該薄層的光電元件非常柔軟，但是因為存在超薄的鈍化層，該材料不會在體內因為溫度的變化導致材料的變形扭曲。

　　該材料不僅可以收集人體的信息，還可以將收集到的信息用直觀的數據輸出，做到了身體信息在體表的可視化。科學家們應用該材料已經做到了可以監測手術後患者血液中的氧含量，這也成為了該有機光電子管的第一個實際應用，未來基於該原理的可穿戴、可植入設備應該會越來越多。

 

DOI: 10.1126/sciadv.1501856

PMC:

PMID:

Ultraflexible organic photonic skin


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