鐵電高分子柔性脈搏傳感器件:關注我們心血管系統的健康
2016-06-30 來源:中國聚合物網
科技的發展和生活方式的變化使我們更加關注自身的健康。全天候運動追蹤手機、心臟檢測腕表等為代表的智能設備能夠便捷地感知個體的健康狀態。
最近Advanced Functional Materials(2016, 26, 3640)報道了南京大學化學化工學院高分子系和生命化學協同創新中心沈群東教授課題組的一項研究。碩士研究生韓煦和陳昕發明了一種小型、低成本的鐵電高分子柔性傳感器,簡單地貼合在手腕等部位,能夠即時采集體淺表動脈的脈搏信號,獲得波形、波強、波速、節律等與心血管功能密切相關的參數;傳感器也能追蹤不同生理狀態下,如健身和服藥狀態下的脈搏波形變化,評估運動或血管擴張藥的效果。
傳感器的核心部件是鐵電高分子薄膜。這是一種特殊的功能材料,具有永久的極性,能夠感受到微弱的壓力而發生極性的變化。橈動脈的脈搏壓力變化不僅包括心臟輸出的主波,還包括次級信號,如反射波或重搏波。鐵電高分子材料的極化時間在納秒數量級,且沒有記憶效應,能夠精確區分主次級信號。傳感器在脈壓下借助薄膜自身的壓電效應產生電信號,實現自供電驅動。借助半導體高分子層載流子傳輸能力的變化,該器件輸出可讀的電流信號,能耗也僅為微瓦級,用一粒扣式鋰電池驅動預計可工作兩年,與智能手機等相整合,非常適合于構建移動的健康檢測平臺。該器件具有較好的柔性和生物相容性,可緊密地貼合在腕部、手指、足腕、頸部、額頭的皮膚上,在彎曲狀態下的響應不受影響,未封裝的器件保持了較好穩定性。
該研究采集了不同測試對象或運動前后的脈搏信號,用于評估心血管系統的即時狀態。對常用血管擴張藥物(硝酸甘油)進行的動物試驗表明,藥物導致脈壓和心率的波動。研究的下一步目標是即時信號的遠程傳輸,結合專門的手機App,實時收集與上傳用戶的健康數據,建立個性化的健康檔案,實現在線評估心血管系統,從而定制合適個人的健身和心臟藥物服用計劃。該材料的研究曾入圍2016春季Materials Research Society(美國材料研究學會)iMatSci的二十個參展項目。
最近Advanced Functional Materials(2016, 26, 3640)報道了南京大學化學化工學院高分子系和生命化學協同創新中心沈群東教授課題組的一項研究。碩士研究生韓煦和陳昕發明了一種小型、低成本的鐵電高分子柔性傳感器,簡單地貼合在手腕等部位,能夠即時采集體淺表動脈的脈搏信號,獲得波形、波強、波速、節律等與心血管功能密切相關的參數;傳感器也能追蹤不同生理狀態下,如健身和服藥狀態下的脈搏波形變化,評估運動或血管擴張藥的效果。
傳感器的核心部件是鐵電高分子薄膜。這是一種特殊的功能材料,具有永久的極性,能夠感受到微弱的壓力而發生極性的變化。橈動脈的脈搏壓力變化不僅包括心臟輸出的主波,還包括次級信號,如反射波或重搏波。鐵電高分子材料的極化時間在納秒數量級,且沒有記憶效應,能夠精確區分主次級信號。傳感器在脈壓下借助薄膜自身的壓電效應產生電信號,實現自供電驅動。借助半導體高分子層載流子傳輸能力的變化,該器件輸出可讀的電流信號,能耗也僅為微瓦級,用一粒扣式鋰電池驅動預計可工作兩年,與智能手機等相整合,非常適合于構建移動的健康檢測平臺。該器件具有較好的柔性和生物相容性,可緊密地貼合在腕部、手指、足腕、頸部、額頭的皮膚上,在彎曲狀態下的響應不受影響,未封裝的器件保持了較好穩定性。
該研究采集了不同測試對象或運動前后的脈搏信號,用于評估心血管系統的即時狀態。對常用血管擴張藥物(硝酸甘油)進行的動物試驗表明,藥物導致脈壓和心率的波動。研究的下一步目標是即時信號的遠程傳輸,結合專門的手機App,實時收集與上傳用戶的健康數據,建立個性化的健康檔案,實現在線評估心血管系統,從而定制合適個人的健身和心臟藥物服用計劃。該材料的研究曾入圍2016春季Materials Research Society(美國材料研究學會)iMatSci的二十個參展項目。
本研究得到了國家自然科學基金項目和長江學者和創新團隊發展計劃的資助。
版權與免責聲明:本網頁的內容由中國聚合物網收集互聯網上發布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權負責。如涉及侵權,請聯系我們及時修改或刪除。郵箱:info@polymer.cn。未經本網同意不得全文轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。
(責任編輯:xu)
相關新聞
- 杭師大黃又舉教授團隊 ACS Sensors:耦合高分子凝膠人工皮膚與超晶格膜的可穿戴SERS芯片 → 實現汗液中抑郁癥標志物無創檢測 2026-03-27
- 首屆中國“AI+新材料”大會 - “AI+高分子材料”分論壇 投稿三天倒計時 2026-03-25
- 中科大王育才/朱書/蔣為團隊 Science:系統揭示高分子載體材料發生系統性清除的底層機制 2026-03-20
- 基于仿生原理的鐵電高分子人造視網膜 2016-12-26
- 南京工業大學毛宏理/顧忠偉教授、南京大學鼓樓醫院孫凌云教授 AFM:負載干細胞磁性水凝膠逆轉肝纖維化 2026-04-03
- 南京大學徐凝/朱嘉 AFM:用于高效穩定蒸發冷卻的氟彈性體界面改性吸濕水凝膠 2026-03-20
- 南京大學胡文兵教授課題組 Macromolecules:雙軸拉伸結晶時的應力松弛不利于熱塑性彈性體產品的力學性能 2026-02-27