隨著人工智能的蓬勃發(fā)展,柔性可穿戴設(shè)備有望革新個人健康管理的格局,帶來顛覆性的變化。基于導(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、人體運動監(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,同時用于進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界面水凝膠表皮傳感器,仍然是一個挑戰(zhàn)。近期,北京化工大學(xué)研究團隊通過將MXene納米片網(wǎng)絡(luò)巧妙地引入到包含低熔點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,論文的標題“Flexible Antiswelling Photothermal-Therapy MXene Hydrogel-based Epidermal Sensor for Intelligent Human–Machine Interfacing”。
該研究團隊制備的柔性多功能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(如肘部彎曲、手指彎曲、吞咽和腕脈搏)和細微的電生理信號,為康復(fù)運動和心血管/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大傷口,進一步實現(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)護后的智能光熱治療;同時,在長時間的近紅外光照射下,通過溫度敏感的低熔點瓊脂轉(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,實現(xiàn)殺菌和促進創(chuàng)面愈合功能。
該研究提出的傳感器不僅可用于智能人機界面,還具有超靈敏的醫(yī)療保健傳感性能和及時治療的潛能,有望改變?nèi)藱C交互和智能診療的個性化醫(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)站觀點和立場,僅供參考。