氧氣是生物生存或工業生產的基本物質,大氣氧含量或溶解氧(DO)也是健康和環境評估中的關鍵指標。呼吸氧含量或經皮氧分壓(tcPO2)可用于呼吸監測和局部組織供氧的判斷,有望用于呼吸系統疾病、糖尿病足、外周動脈疾病、傷口愈合和感染等慢性疾病的無創診斷。傳統分析儀器或醫療設備體積龐大、價格昂貴、時效性差,而新興的可穿戴傳感器可實現準確、實時檢測的同時,還具有靈敏度高、輕量化、性價比高、機械順應好等優點,極大地方便了各種信號采集。遺憾的是,目前主流的研究集中在監測運動和如血壓、脈搏、心電圖、肌電圖等生理信號上,對具有氧監測功能的柔性傳感設備的研究相對匱乏。為此,迫切需要開發高性能、柔性的氧傳感器。
圖1. 彈性體封裝薄膜水凝膠氣體傳感器的制備流程、疏水透氣性驗證及多場景應用示意圖。
圖2. 多孔薄膜及實心薄膜封裝對傳感器抗濕度干擾、長期穩定性的影響。
圖3. 有限元仿真模擬與實驗證明多孔薄膜及不同厚度實心薄膜對O2穿透能力的調控。封裝的水凝膠傳感器對大范圍濃度(500ppm-90%)O2的響應。
圖4. 水凝膠基氧氣傳感器的機理分析與驗證。
論文信息:A Humidity-Resistant, Sensitive, and Stretchable Hydrogel-Based Oxygen Sensor for Wireless Health and Environmental Monitoring
Zixuan Wu, Qiongling Ding, Hao Wang, Jindong Ye, Yibing Luo, Jiahao Yu, Runze Zhan, He Zhang, Kai Tao*, Chuan Liu*, Jin Wu*
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.202308280
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308280
- 東南大學管英士教授課題組 ACS Nano:橡膠態可拉伸垂直結構光電探測器 2025-05-11
- 廈大廖新勤 AFM 后又發 AM : 章魚觸手啟發的邊緣智能觸摸意圖識別的傳感器內自適應積分 2025-05-03
- 武大陳朝吉/余樂、武工大諶偉民 AFM:鐵-纖維素羧基配位化學耦合多功能聚合物凝膠電解質助力耐受極端環境水系鋅離子電池 2025-04-16
- 蘭州化物所王曉龍研究員團隊 AFM:利用低熵納米晶域網絡構建的機械魯棒性潤滑水凝膠 2025-05-14
- 寧波材料所趙文杰、嚴明龍 Small:污損抑制/阻抗與自我更新協同的可降解有機硅水凝膠涂層 2025-05-10
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團隊 Nano lett.:面向水下電子皮膚的溫控響應纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 中山大學吳進課題組《Nano-Micro Lett.》:室溫下具有高性能的可自修復、自粘附和穩定的有機水凝膠基可拉伸氧氣傳感器 2022-10-28