科學家利用多孔矽酮打造出能呼吸的可穿戴生物傳感器
據外媒報導,可以戴在皮膚上的生物傳感器有望帶來一些令人興奮的可能性,因為它有可能以一種非侵入性的方式監測佩戴者的日常健康乃至血糖或壓力水平等情況。來自賓漢姆頓大學的科學家們取得了一項突破性進展,他們使這種設備佩戴起來更舒適並產生更加清晰的信號,另外,它還採用了一種新型多孔矽酮,這種矽酮可以蒸發汗液。
據悉,研究人員使用了一種被稱為聚二甲基矽氧烷(PDMS)的矽酮作為他們的出發點,這種材料因其生物相容性和柔韌性經常在生物傳感器開發中被運用。然而,這種固體無孔材料所不能提供的是透氣性,而這可能會在幾個方面造成問題。
研究論文作者Matthew Brown表示:“在運動監控中,如果你的皮膚上有一個設備,汗水就會在該設備下積聚。而這可能會導致炎症和持續監測應用中出現不准確性。”
Brown和他的同事們能通過靜電紡絲技術製造出多孔PDMS,在這種技術中,液體首先能通過電場將其分解成微小的纖維。這種生產方法導致了一種新材料的產生,這種材料在機械測試中的表現類似於人類表皮的膠原蛋白和彈性纖維,並與此同時還提供了使其能粘在人類皮膚上的粘性特性。
研究小組通過一系列實驗測試了多孔PDMS的性能並證實了其在運動過程中可以讓汗液蒸發並始終保持高分辨率信號。與之一起測試的無孔PDMS則無法做到讓汗液蒸發,於是由此產生的信號其分辨率自然要更低。
除了汗液之外,多孔材料還允許小分子和氣體通過。根據研究小組的說法,這意味著它可以跟人體組織結合從而開闢一系列可能性,包括傷口癒合、氧氣和二氧化碳監測甚至是植入人體細胞的可植入設備。
相關研究報告已發表在《Advanced Materials Technology》上。