無需加熱即可直接列印在皮膚上的可穿戴式傳感器，你們有見過嗎？

2020-10-13 遇見流水人生

來源：賓夕法尼亞州立大學

在賓夕法尼亞州立大學工程科學與力學系的Dorothy Quiggle職業發展教授Huanyu「 Larry」 Cheng的帶領下，研究小組在ACS Applied Materials＆Interfaces上發表了他們的研究結果-------無需加熱即可直接列印在皮膚上的可穿戴式傳感器。

研發過程：Cheng和他的同事先前已經開發出用於可穿戴式傳感器的柔性印刷電路板，但是通常需要約572華氏度（300攝氏度）的溫度才能將傳感器的銀納米顆粒粘合在一起，這使得直接在皮膚上進行印刷受到了阻礙。故他們提出了一種燒結助劑層，這種層不會傷害皮膚，並且可以幫助材料在較低的溫度下燒結在一起。通過向混合物中添加納米顆粒，銀顆粒在約100攝氏度的較低溫度下燒結。可以用來在衣服和紙上列印傳感器，這很有用，但是它仍然比我們在皮膚溫度下的溫度還要高。他們又改變了輔助層的配方和印刷材料，使其可以在室溫下燒結。室溫燒結助劑層由聚乙烯醇糊（可剝離面膜的主要成分）和碳酸鈣（由蛋殼組成）組成。該層減少了印刷表面的粗糙度，並允許形成超薄的金屬圖案層，可以在保持機電性能的同時彎曲和摺疊。在列印傳感器時，研究人員使用鼓風機（例如置於涼爽狀態的吹風機）去除墨水中用作溶劑的水。最終，他們實現了不需要依靠熱量就可以燒結出可穿戴式傳感器。

該傳感器的特性：這些傳感器能夠精確連續地捕獲溫度，溼度，血氧水平和心臟表現信號。研究人員將傳感器連接到具有無線傳輸功能的網絡中，就可以實現對信號的進行情況進行監控。這一過程是環保的。因為傳感器在溫水中可持續使用幾天，使用後可以用熱水淋浴很容易將其移除，而且不會損壞設備，實現回收利用，重要的是，去除還不會損害皮膚。這對於敏感皮膚的人（如老年人和嬰兒）尤其重要。所以說該設備非常有用，根本不會給使用它的人或環境造成額外負擔。

前景與應用：研究人員計劃根據需要更改技術以針對特定的應用，例如，放置一個精確的人體傳感器網絡以監視與COVID-19相關的特定症狀。


介紹無需加熱即可直接列印在皮膚上的可穿戴式傳感器的邏輯框架圖（原創）

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