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表皮傳感設(shè)備通過連續(xù)表征皮膚的重要形態(tài)、生理以及代謝參數(shù),在實時健康和健身監(jiān)測L域展現(xiàn)出了巨大潛力。然而將表皮傳感設(shè)備在剝離可能會很困難,并且有時剝離也會很痛苦,尤其是當(dāng)這些皮膚安裝裝置因其強(qiáng)粘性設(shè)計被應(yīng)用于敏感或受傷的皮膚區(qū)域時會導(dǎo)致使用后難以分離。本文報道了一組在柔性、可拉伸和可降解的蛋白質(zhì)基基材上制造的生物相容性和水分解性“皮膚友好型”表皮電子設(shè)備。通過提供工程機(jī)械性能和水觸發(fā)的按需分解壽命(瞬態(tài))的環(huán)境友好型增塑蛋白質(zhì)平臺,同時實現(xiàn)了強(qiáng)粘附性和易分離性。人體實驗表明,可以使用這些由電和生化傳感模塊組成的創(chuàng)新表皮設(shè)備測量多維生理信號,并使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析重要的生理特征。這些進(jìn)步為用戶和環(huán)境友好的表皮設(shè)備提供了d特、多功能的功能和更廣泛的應(yīng)用。
1、可穿戴瞬態(tài)表皮電子(TEE)系統(tǒng)設(shè)計
可穿戴瞬態(tài)表皮電子(TEE)系統(tǒng)的終目標(biāo)如圖1a所示,包括同時和選擇性地篩選⼀組電信號和化學(xué)生理信號、⼀次性材料成分以及日常皮膚友好型附著/分離使用,以及獲取個性化的信號,以方便準(zhǔn)確識別各種生理狀態(tài)。圖1b中的圖像展示了皮膚上TEE的示例,它在G度透明和可拉伸的基板上集成了⼀個電J和兩個原位校準(zhǔn)傳感器。
TEE的基材是基于基因工程增塑共聚物(GEPC),這是一種由絲素蛋白作為框架、基因工程彈性蛋白作為改性劑和甘油作為增塑劑組成的雙網(wǎng)絡(luò)蛋白基基質(zhì)。蠶絲和彈性蛋白的創(chuàng)新組合保留了G生物相容性、G柔韌性、G皮膚粘附性、低剛度和出色彈性等理想的內(nèi)在特性。銀納米線(AgNWs)被用于皮膚電J,因為與其他導(dǎo)電材料相比,它們的電阻相對較低,因此提供了出色的信噪⽐(SNR)。這兩個傳感器基于再生的邊緣裝飾石墨烯(R-EDG)片材,其中包含易于功能化的邊緣區(qū)域和G導(dǎo)電性中⼼區(qū)域。一個傳感器可以用敏感材料進(jìn)行修改,以提供專門的化學(xué)生理信號,而另一個未修改的傳感器同時提供參考。TEE方法憑借其d特的材料成分和相應(yīng)的水觸發(fā)物理瞬變,展示了對皮膚友好和生態(tài)友好的屬性。
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