一、川大测质钻研布景

柔性可衣着传感器可能详尽贴合人体皮肤概况，学王用于实时监测一系列紧张的竹卿心理信号，搜罗表皮压力/应变/振动、吴晓位协体温、东S的心生物电信号，基于如心电图（ECG）、皮肤皮电肌电图（EMG）、原位印刷脑电图（EEG）等。理压力表料牛但当初报道的同监少数传感器功能繁多，仅限于一种目的川大测质信号检测，如压力、学王应变、竹卿生物电位等，吴晓位协极大地限度了它们在差距场景中的东S的心运用。近些年来，为了知足多样化的运用需要，开拓了可用于检测多个目的信号的多功能传感配置装备部署。可是，这些多功能传感器每一每一需要高尚的制备工艺，简洁的器件构型以及重大的质料系统，严正拦阻了多功能传感器的大规模制备以及普遍运用。因此，若何失调可衣着传感器的功能多样性以及制备浅易性，对于着实际利用具备紧张意思。

二、文章简介

克日，四川大学机械工程学院的王竹卿教授以及吴晓东钻研员提出了一种简化的传感器方式，基于单组分质料系统，经由重大的溶液加工工艺，实现为了在皮肤概况原位印刷并组装多功能传感器，用于同时监测心理压力以及表皮电位。经由公平的质料组分调节以及宏不雅妄想妄想，所制备的多功能传感用具备低压力锐敏度（705.9 kPa⁻¹）以及极低的皮肤界面阻抗（3.09 kΩ@10 kHz），具备精采的机械传感以及生物电传感能耐。将多功能传感器原位印刷并组装在人体皮肤概况，可能实时监测差距形态下的动眽眽搏压力以及表皮生物电信号（ECG以及EMG），在瘦弱监测以及疾病诊断等规模具备普遍的运用远景。同时，这种材预料象合计以及溶液加工工艺同样适用于其余质料系统，具备精采的普适性。本文提出的这种简化的、多功能的传感器方式为构建未来智能可衣着配置装备部署，提供了一种新的妄想理念。

钻研相关下场以“Synergetic Monitoring of both Physiological Pressure and Epidermal Biopotential Based on a Simplified on-Skin-Printed Sensor Modality”为题，宣告在国内驰名期刊《Small》上（1区Top期刊，影响因子13.3），论文第一作者为四川大学机械工程学院2022级博士钻研生宋洋洋同砚。

三、钻研内容

图1 多功能传感器的妄想思绪。传感器由两个主要部份组成，搜罗一对于超薄生物电极以及微妄想机械传感层，人体皮肤作为全部传感器的基底。超薄生物电极原位印刷到皮肤基底上，用于生物电位传感以及机械传感。在表皮生物电极上组装微妄想机械传感层，构建可能检测心理压力的机械传感器。值患上留意的是，全部多功能传感器的构建仅运用WPU以及MXene两种质料。其中，高导电性WPU/MXene-1用于制备表皮生物电极，监测表皮电位。高电导率确保高保真信号的收集。接管WPU/MXene-2构建弹性微妄想机械传感层，使传感用具备精采的循环晃动性。在腕部原位印刷并组装多功能传感器，经由表皮电极可能收集心电信号，同时经由机械传感器丈量脉搏压力信号。这种妄想重大，但功能丰硕的传感器方式，可能同时监测多种至关紧张的心理信号，在瘦弱检测以及疾病诊断规模展现出普遍的运用远景。

图2 多功能传感器的制备流程以及使命道理。传感器是经由重大的溶液加工工艺制备的，经由公平的质料抉择以及妄想妄想，制备了超薄的生物电极以及微妄想压力传感层。高电导率的生物电极可能详尽贴合皮肤概况，具备低电极-皮肤界面阻抗，且持久佩戴对于人体皮肤有害。机械传感层具备高度的平均性以及周期性的宏不雅妄想。缩短历程中微妄想机械传感层以及表皮电极之间的界面电阻爆发修正，揭示了机械传感器的使命道理。

图3 多功能传感器的压力传感功能。经由公平调控微妄想机械传感层的质料组分，制备了具备高锐敏度（705.9 kPa⁻¹）、低检测限（21.2 Pa）、快捷的照应以及复原，以及精采的循环晃动性的机械传感器。

图4 皮肤概况原位印刷的生物电极监测表皮电位。高电导率的表皮生物电极可能检测到高品质的ECG以及EMG信号。

图5 经由生物电极监测EMG信号。皮肤概况原位印刷的生物电极不光可能检测并分说差距握力时发生的EMG信号，还可能检测行动历程中差距肌肉群的发生的EMG信号强度。

图6 经由单个传感器同时监测ECG以及脉搏压力。在能耐位置原位印刷并组装了多功能传感器，经由生物电极可能监测到ECG信号，同时经由机械传感器检测动眽眽搏压力。经由两种心理信号的协同监测，可能实时并精确地监测差距行动形态下心率的变更。

四、论断与展望

本使命提出了一种皮肤上原位印刷的简化传感器方式，基于单组分质料系统，并经由重大的溶液加工工艺，制备了可能同时感知心理压力信号以及表皮生物电位的多功能传感器，同时实现为了传感器的功能多样性以及制备浅易性。这种新型传感器方式对于多种质料系统具备普适性，在实时瘦弱监测、行动形态检测以及疾病早期提防与诊断等规模具备广漠的运用远景。

文献链接：https://doi.org/10.1002/smll.202303301