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東北大學田野團隊 AFM:受蘆薈啟發的特殊結構水凝膠壓力傳感器用于實時人機交互與肌肉康復系統
2023-09-06  來源:高分子科技

  傳統水凝膠傳感器宏觀結構單一,存在一些功能局限性。因此采用特殊工藝制備出具有特殊結構的多功能水凝膠壓力傳感器為柔性傳感器領域的研究提供新思路。



  近日,東北大學醫學與生物信息工程學院田野副教授課題組在異形結構水凝膠壓力傳感器領域取得突破進展。該研究成功設計并制備了一種全新的,具有特殊皮膚結構的水凝膠S-PPA,此水凝膠具有強抗損傷性,高保水性,優秀的導電性以及抑菌性,并且相較于傳統水凝膠,S-PPA對金屬腐蝕性極小,可被用于設計復雜傳感器電路。 


特殊結構S-PPA水凝膠壓力傳感器用于智能控制 


特殊結構S-PPA水凝膠壓力傳感器用于手指肌肉評估


  在應用層面,S-PPA結合無線藍牙技術和Python及JavaScript,開發了多梯度智能控制、手指肌肉狀態評估等智能應用,其中多梯度智能控制可以按不同壓力的大小實現多種智能控制;手指肌肉狀態評估可以通過手指對S-PPA的按壓波形來評估手指受傷者的肌肉控制力等。S-PPA憑借著多種優秀性能以及經過驗證的人機交互可行性,為運動檢測,康復訓練乃至臨床應用等領域的柔性傳感器應用提供新的思路。


  該研究工作以“Aloe Inspired Special Structure Hydrogel Pressure Sensor for Real-Time Human-Computer Interaction and Muscle Rehabilitation System”為題發表在國際知名學術期刊Advanced Functional Materials(影響因子19.0,文章DOI: 10.1002/adfm.202308175)。東北大學醫學與生物信息工程學院2020級博士生劉若楠為本文第一作者,2021級碩士生劉依瑩、2021級本科生程鈺桂、傅思冕、金楷茗等共同參與,東北大學醫學與生物信息工程學院田野副教授為通訊作者,東北大學醫學與生物信息工程學院為第一且唯一完成單位。


  全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308175

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