我國科學(xué)家設(shè)計(jì)一種可用于智能人機(jī)界面和光熱療法的表皮傳感器

隨著人工智能的蓬勃發(fā)展，柔性可穿戴設(shè)備有望革新個(gè)人健康管理的格局，帶來顛覆性的變化?；趯?dǎo)電水凝膠的表皮傳感器憑借其柔軟度、組織相似性、3D仿生結(jié)構(gòu)和可調(diào)導(dǎo)電通道等優(yōu)勢，在智能電子皮膚、多功能假肢、人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測和智能診療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。然而，要實(shí)現(xiàn)兼具高靈敏度、寬傳感范圍和可靠的循環(huán)穩(wěn)定性，以及出色的抗腫脹能力，同時(shí)用于進(jìn)一步智能按需光熱治療的近紅外光觸發(fā)解離和藥物釋放的超靈敏人機(jī)界面水凝膠表皮傳感器，仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。近期，北京化工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過將MXene納米片網(wǎng)絡(luò)巧妙地引入到包含低熔點(diǎn)瓊脂糖和聚乙烯醇的水凝膠網(wǎng)絡(luò)中，制備了柔性多功能MXene水凝膠表皮傳感器。研究成果發(fā)表在《Advanced Functional Materials》期刊，論文的標(biāo)題“Flexible Antiswelling Photothermal-Therapy MXene Hydrogel-Based Epidermal Sensor for Intelligent Human–Machine Interfacing”。

該研究團(tuán)隊(duì)制備的柔性多功能MXene水凝膠表皮傳感器具有高靈敏度、寬傳感范圍（350%應(yīng)變）和可靠的重復(fù)性，可以靈敏地監(jiān)測各種人體生理信號(hào)（如肘部彎曲、手指彎曲、吞咽和腕脈搏）和細(xì)微的電生理信號(hào)，為康復(fù)運(yùn)動(dòng)和心血管/肌肉相關(guān)疾病提供重要的診斷信息。此外，水凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的抗腫脹能力，可以避免因過度腫脹而擴(kuò)大傷口，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可靠的傷口治療。研究人員還證明它具有良好的生物相容性和穩(wěn)定的光熱性能，可用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)后的智能光熱治療；同時(shí)，在長時(shí)間的近紅外光照射下，通過溫度敏感的低熔點(diǎn)瓊脂轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，水凝膠中發(fā)生部分解離，使得傳感器軟化部分解離并按需釋放載藥，實(shí)現(xiàn)殺菌和促進(jìn)創(chuàng)面愈合功能。

該研究提出的傳感器不僅可用于智能人機(jī)界面，還具有超靈敏的醫(yī)療保健傳感性能和及時(shí)治療的潛能，有望改變?nèi)藱C(jī)交互和智能診療的個(gè)性化醫(yī)療保健格局。

注：此研究成果摘自《Advanced Functional Materials》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場，僅供參考。

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