氧氣是生物生存或工業生產的基本物質,大氣氧含量或溶解氧(DO)也是健康和環境評估中的關鍵指標。呼吸氧含量或經皮氧分壓(tcPO2)可用于呼吸監測和局部組織供氧的判斷,有望用于呼吸系統疾病、糖尿病足、外周動脈疾病、傷口愈合和感染等慢性疾病的無創診斷。傳統分析儀器或醫療設備體積龐大、價格昂貴、時效性差,而新興的可穿戴傳感器可實現準確、實時檢測的同時,還具有靈敏度高、輕量化、性價比高、機械順應好等優點,極大地方便了各種信號采集。遺憾的是,目前主流的研究集中在監測運動和如血壓、脈搏、心電圖、肌電圖等生理信號上,對具有氧監測功能的柔性傳感設備的研究相對匱乏。為此,迫切需要開發高性能、柔性的氧傳感器。
圖1. 彈性體封裝薄膜水凝膠氣體傳感器的制備流程、疏水透氣性驗證及多場景應用示意圖。
圖2. 多孔薄膜及實心薄膜封裝對傳感器抗濕度干擾、長期穩定性的影響。
圖3. 有限元仿真模擬與實驗證明多孔薄膜及不同厚度實心薄膜對O2穿透能力的調控。封裝的水凝膠傳感器對大范圍濃度(500ppm-90%)O2的響應。
圖4. 水凝膠基氧氣傳感器的機理分析與驗證。
論文信息:A Humidity-Resistant, Sensitive, and Stretchable Hydrogel-Based Oxygen Sensor for Wireless Health and Environmental Monitoring
Zixuan Wu, Qiongling Ding, Hao Wang, Jindong Ye, Yibing Luo, Jiahao Yu, Runze Zhan, He Zhang, Kai Tao*, Chuan Liu*, Jin Wu*
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.202308280
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308280
- 杭州電子科技大學劉超然 Matter:基于可拉伸水凝膠/氧化鋁的水蒸發誘導直流發電機 2025-06-18
- 東華大學王宏志教授、侯成義教授 Mater. Today:本征導電固液雙相液態金屬導體 - 助力多層可拉伸電子器件 2025-06-11
- 東南大學管英士教授課題組 ACS Nano:橡膠態可拉伸垂直結構光電探測器 2025-05-11
- 中南民族大學秦四勇、黃蓉團隊 AFM:具有分層結構的可注射肽液晶水凝膠指導成肌細胞排列 - 促進肌肉功能恢復 2025-07-09
- 西南林大杜官本教授、楊龍研究員團隊 Nat. Commun.:碳化聚合物點誘導結晶域集成取向調控構建強健和堅韌水凝膠 2025-07-07
- 中山大學吳丁財/黃榕康/鄭冰娜/王輝團隊 Adv. Mater.:具有長駐留性的可注射多孔炭納米酶水凝膠實現腫瘤的協同治療 2025-07-04
- 中山大學吳進課題組《Nano-Micro Lett.》:室溫下具有高性能的可自修復、自粘附和穩定的有機水凝膠基可拉伸氧氣傳感器 2022-10-28