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无需电池即可运行的健康监测穿戴设备,可以通过简单地改变传感器电路来衡量,中国塑料网,vlevle.com
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无需电池即可运行的健康监测穿戴设备,可以通过简单地改变传感器电路来衡量
2022年07月14日    阅读量:     新闻来源:中国塑料网 vlevle.com  |  投稿

加州大学欧文分校(University of California,Irvine)的研究人员发明了一种新型的自供电手表式健康监护仪,它可以跟踪佩戴者的脉搏,并与附近的智能手机或平板电脑进行无线通信鈥攚无需外部电源或电池。在最近发表在《纳米能源》杂志上的一篇论文中,UCI亨利·塞缪利工程学院的团队成员介绍了他们的发明,该发明通过在柔性基板上3D打印纳米材料来实现生命体征的实时和无线监测。目前的原型用作自供电桡动脉脉搏监护仪,但用于健康的其他方面鈥攕例如心率、体温或血压鈥攃根据论文作者的说法,可以通过简单地改变传感器电路来衡量中国塑料网vlevle.com


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“想象一下,你在一个偏远的地方工作鈥攁例如,纽约、执行任务的沙漠、山区徒步旅行甚至空间站鈥攁第二,你需要根据需要跟踪你的健康信息,否则就会发生事故,你需要紧急而准确地监测某人的生命体征。这种自供电无线设备可以让你做到这一点,而不需要依赖电池,电池可能会失去电量,并存在热失控问题(锂离子电池过热,可能导致燃烧),”UCI电气工程、计算机科学和生物医学工程助理教授、资深合著者Rahim Esfandyar Pour说。


该设备以两种方式提供健康信息。在一种模式下,轻触腕带的纳米能量发生器产生的能量为传感器电路供电,很快佩戴者的脉搏率就会在LED显示屏上显示为闪烁信号。第二种模式在智能手机或类似设备靠近可穿戴设备时工作。嵌入式近场通信技术促进腕带和移动设备之间的电力和数据无线交换,生物物理信息绘制并显示在智能手机屏幕上。


本发明的按需和自供电特性通过摩擦电纳米发电机实现,摩擦电纳米发电机通过机械敲击或压力产生电压。TENG采用钛基MXenes制造,这是一种相对较新的超薄2D材料,具有独特的电气和机械性能。只有几个原子厚的MXene层是可弯曲的,可拉伸的,可以打印在柔软的绷带状材料或可穿戴的手臂或腕带的表面上。


Esfandyar Pour说:“这项创新在一个方案中取得了许多重大成果。”。“它可以随时随地实现连续、无电池、无线和按需健康监测。它采用低成本、灵活的材料制成,可以定制以满足各种可穿戴生物电子传感器的要求。它是一个灵活、完全配置的系统。”论文的其他作者是Prativa Das和Sang Won Lee,UCI电气工程和计算机科学博士后学者;UCI博士生钱毅、裴晓昌、秦慧婷。

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