由於新冠病毒疫情的巨大影響,加上其他疾病或慢性健康風險,極大地促進了生物電子和醫療設備的發展和應用,用於實時監測和診斷健康狀況。在這些設備中,智能隱形眼鏡因其能夠直接監測生理和環境信息而受到廣泛關注。配備了高靈敏度傳感器的智能隱形眼鏡將為一種非侵入性方法提供可能性,以連續檢測眼淚中的生物標誌物。它們還可以配備專用集成電路晶片,以進一步豐富其獲取、處理和傳輸生理特性的功能,管理疾病和健康風險,並最終促進健康和福祉。儘管付出了巨大的努力,以前的演示仍然需要多步驟集成過程,檢測靈敏度和機械生物相容性有限。
近日,來自薩裡大學、國家物理實驗室(NPL)、哈佛大學、中國科技大學、浙江大學寧波研究院等單位的研究人員開發了一套多功能超薄隱形眼鏡傳感系統。傳感器系統包括一個用於接收光學信息、成像和視覺輔助的光電探測器、一個用於診斷潛在角膜疾病的溫度傳感器和一個用於直接從淚液監測葡萄糖水平的葡萄糖傳感器。
領導這項研究的薩裡大學高級技術研究所(ATI)儲能和生物電子學講師、英國國家物理實驗室(NPL)高級研究科學家趙雲龍博士說,「這些結果不僅為製造先進的智能隱形眼鏡提供了一種新穎且易於製造的方法,而且為物聯網、人機界面等多功能電子產品的設計提供了新的視角。」趙博士補充道,「我們基於超薄電晶體的蛇形網傳感器系統和製造策略允許為了進一步結合其他功能組件,例如用於電生理學的電極陣列、用於無線通信的天線以及用於未來活體探索和實際應用的功率模塊,例如薄膜電池和酶生物燃料電池。我們在ATI、薩裡大學和NPL的研究團隊目前正致力於這些領域。」
「與傳統的智能隱形眼鏡不同的是,我們的超薄傳感器層可以直接安裝在隱形眼鏡上,並保持與眼淚的直接接觸,具有組裝簡單、檢測靈敏度高、生物相容性好、機械穩定性好、不幹擾眨眼和視力等優點。」本研究的第一作者、現任哈佛大學博士後郭士奇博士說。
這種帶有場效應電晶體的多功能隱形眼鏡能夠提供來自眼睛的多種信號,這些信號可以與先進的數據分析算法相結合,為用戶提供個性化、精確的醫療分析。這類研究將成為寧波研究院的主要研究方向之一。
薩裡大學(University of Surrey)的ATI主任拉維?席爾瓦(Ravi Silva)教授表示:「這種創新性的工作符合我們研究所的使命,它旨在應對能源、醫療保健、信息技術、可持續技術以及更廣泛的與「生活質量」相關的技術方面的重大挑戰。」
這篇研究論文「基於多功能超薄MoS2電晶體的集成隱形眼鏡傳感器系統」已經發表在Matter上。
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