氧氣是生物生存或工業(yè)生產(chǎn)的基本物質(zhì),大氣氧含量或溶解氧(DO)也是健康和環(huán)境評(píng)估中的關(guān)鍵指標(biāo)。呼吸氧含量或經(jīng)皮氧分壓(tcPO2)可用于呼吸監(jiān)測(cè)和局部組織供氧的判斷,有望用于呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病足、外周動(dòng)脈疾病、傷口愈合和感染等慢性疾病的無(wú)創(chuàng)診斷。傳統(tǒng)分析儀器或醫(yī)療設(shè)備體積龐大、價(jià)格昂貴、時(shí)效性差,而新興的可穿戴傳感器可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)檢測(cè)的同時(shí),還具有靈敏度高、輕量化、性?xún)r(jià)比高、機(jī)械順應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn),極大地方便了各種信號(hào)采集。遺憾的是,目前主流的研究集中在監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)和如血壓、脈搏、心電圖、肌電圖等生理信號(hào)上,對(duì)具有氧監(jiān)測(cè)功能的柔性傳感設(shè)備的研究相對(duì)匱乏。為此,迫切需要開(kāi)發(fā)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(yàn)證及多場(chǎng)景應(yīng)用示意圖。
圖2. 多孔薄膜及實(shí)心薄膜封裝對(duì)傳感器抗?jié)穸雀蓴_、長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響。
圖3. 有限元仿真模擬與實(shí)驗(yàn)證明多孔薄膜及不同厚度實(shí)心薄膜對(duì)O2穿透能力的調(diào)控。封裝的水凝膠傳感器對(duì)大范圍濃度(500ppm-90%)O2的響應(yīng)。
圖4. 水凝膠基氧氣傳感器的機(jī)理分析與驗(yàn)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
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