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科学家们开发了一种新的微电子技术,允许“电子纹身”监测医院患者的生命体征,代表了对现有医疗监测设备的根本改进,根据周四发表在“科学”杂志上的一项研究,研究人员成功地使用了微小的无线贴片,包括一个贴在皮肤上的传感器,用于监控患者的心脏和大脑活动该装置比人类头发更薄,类似于临时纹身,可以移动,起皱和拉伸而不会破坏研究人员说他们希望补丁有朝一日可以取代目前使用的笨重的健康监测设备,其中包括笨重的电缆,电线,电极和监视器这类设备对某些人来说是“令人痛苦的”,例如心脏病患者,他们必须佩戴笨重的监护仪为了捕捉异常但罕见的心脏事件长达一个月,“科学家们说:”我们正在努力解决这个问题o这里是重塑和重新定义电子......看起来更像人体,在这种情况下是皮肤的表层,“伊利诺伊大学材料科学与工程系教授约翰罗杰斯说

Urbana-Champaign“目标是模糊电子和生物组织之间的区别”为了开发新的监测设备,研究人员创造了一种新的微电子技术,他们称之为表皮电子系统(EES),它结合了微型传感器,光 - 发光二极管,微型发射器和接收器,以及精心制作的金属丝网络“我们的目标是开发一种电子技术,可以通过机械和生理上对用户不可见的方式与皮肤结合,”罗杰斯说,“我们发现了一个解决方案涉及我们设计的设备,以实现与表皮本身相匹配的物理特性这是一种模糊迪斯科的技术电子学与生物学之间的关系“科学家们结合了精心的理论建模和精确的微制造技术,开发出一种新型的超薄自粘式电子设备,可以有效地测量心脏,脑电波和肌肉活动的数据

”所有这些都不使用笨重的设备,导电液体或胶水尽管现有技术可以准确测量心率,脑电波和肌肉活动,但EES设备提供了无缝应用传感器的机会,这些传感器几乎没有重量,没有外部电线,需要的功率可以忽略不计由于功率要求较低,设备可以通过感应过程从杂散(或传输)电磁辐射中获取电力,甚至可以从微型太阳能集热器中获取部分能量需求.EES设计生产的平板设备少于50个直径 - 比人类头发更薄的微米 - 可以整合到pol上这种装置非常薄,被称为范德瓦尔斯相互作用的紧密接触力在分子水平上主导着粘附,因此电子纹身在没有任何胶水的情况下粘附在皮肤上并保持数小时

研究证明在理想条件下设备的使用寿命长达24小时“我们的蛇形电子设计背后的机制使得设备像人体皮肤一样柔软,”西北大学的工程师黄永刚说,该项目的主要研究人员之一“该设计使脆性无机半导体具有极大的拉伸性和柔韧性

此外,蛇形设计非常适用于任何表面的自粘合而不使用胶水“虽然身体的某些区域(如弯头)不适合粘合电子,大多数地区通常针对医学和实验研究是理想的,包括额头,四肢和胸部Thi这意味着现在可以监测以前难以与传感器配合的身体区域,包括喉咙“这种类型的装置可能为那些患有某些喉部疾病的人提供效用,”罗杰斯说,“它也可以形成潜在通信能力的基础,适合隐蔽或其他用途“”这项工作才刚刚开始,“罗杰斯说 “在技术方面,我们的重点是无线通信和改进的电源解决方案”,如电池,存储电容器和机械能量采集器“”,以补充我们在本文中展示的感应和太阳能概念“研究人员也探索临床方法,特别是对于传感器大小至关重要的疾病,如睡眠呼吸暂停和新生儿护理从长远来看,他们希望将微流体装置纳入他们的技术,开辟新的电子绷带和增强功能的皮肤,可能加速伤口愈合或治疗烧伤和其他皮肤状况关于EES技术的报告发表在2011年8月12日的“科学”杂志上 - 图1:新开发的设备,由国际工程师和科学家团队创建的表皮电子系统图片来源:伊利诺伊大学J Rogers图片2:新开发的带有集成传感器的贴身纹身技术,申请之前(来自反向)图片来源:伊利诺伊大学J罗杰斯图3:当压缩和拉动时,表皮电子设备与皮肤保持一致,保持原位并完好无损信用:J罗杰斯,伊利诺伊大学 - 在净:

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