科学网Accounts of Mater欧洲杯竞猜ials Research综述:自供能可穿

发布于2021-03-18 14:04    文章来源:网络整理

Accounts of Materials Research: [综述]自供能可穿着生物传感器

可穿着生物传感在定制化康健监测以及长途医疗规模具有重大应用前景,先进传感机理、质料科学以及局限化加工的快速成长使得及时精确监测人体各类生理信号 (体温、心率、举动、分子生物符号物等) 成为大概。然而,靠得住的能量供应方法限制了可穿着生物传感的进一步成长。新兴的可穿着能量收罗器件可以或许将情况中的各类能量高效的转换为电能,一方面这种电信号输出可以直接作为生理信息的主动式传感,另一方面可以集成能量存储单位与能量打点模块获得全集成的可穿着传感系统,无需外部供能举办康健信息的一连及时监测,在可穿着电子与物联网规模揭示了精彩的优势与潜力。

                         

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克日,加州理工学院高伟 (Wei Gao) 传授研究团队与北京大学张海霞传授研究团队相助,欧洲杯竞猜,在Accounts of Materials Research 期刊颁发题为“Self-Powered Wearable Biosensors”的综述文章,并被选为ACS Editors’ Choice,宋宇博士为论文第一作者。文章具体先容了自供能可穿着生物传感器规模的最新希望。从根基的可穿着生物传感器 (物理传感器、化学传感器) 与能量收罗器件 (摩擦发电机、生物燃料电池、太阳能电池等) 入手,进一步先容了以能量收罗器件输出信号作为生理指标表征的主动式传感,包罗应力、应变等物理信号识别与汗液中乳酸、葡萄糖等化学信号探测,同时可以将能量收罗器件与能量打点电路集成获得自充电能量单位,实现高效能量收罗与有效能量存储,进一步与能量打点电路相共同,实现全集成自供能传感系统的制备,并驱动可穿着生物传感器举办及时康健监测。最后,文章对该规模的面对的挑战与下一步研究偏向举办了总结与展望。

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1 自供能可穿着生物传感器总览

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2 可穿着生物物理传感器。(A)用于人体举动监测的多孔压阻式压力传感器;(B)用于手指姿势识此外应变传感器;(C)不受应变滋扰的可拉伸温度传感器;(D)用于打仗探测的湿度传感器;(E)用于心电信号记录的自愈合心电传感器;(F)用于心率与血压记录的表皮式光学传感器。

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3 可穿着生物化学传感器。(A)用于代谢物与电解质一连阐明的电化学传感器;(B)用于尿素探测的基于离子选择性电极的酶传感器;(C)用于尿酸与酪氨酸敏捷探测的伏安型传感器;(D)用于皮质醇监测的基于抗原抗体回响的生物亲和力传感器。

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4 可穿着能量收罗器。(A)将举念头器能转换为电能的自由式摩擦发电机;(B)将人体汗液中化学能转变为电能的柔性生物燃料电池;(C)织物兼容的可拉伸且防水的有机太阳能电池。

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5 复合式能量收罗器。(A)同时收罗太阳能与生物机器能的微型电缆布局的柔性织物;(B)集成生物燃料电池与摩擦发电机的可穿着微电网织物系统。

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