在皮肤上画出电子图案

 有朝一日,人们只需拿起铅笔,在皮肤上画出一个生物电子装置,就能监测自己的健康状况。在一项新的研究中,密苏里大学的工程师们证明,铅笔和纸张的简单组合可以用来制造可能用于监测个人健康的设备。他们的研究结果发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志上。

工程学院助理教授Zheng Yan说,许多现有的商用皮肤上生物医学设备通常包含两个主要组件,生物医学跟踪组件和周围的柔性材料,如塑料,为组件提供支撑结构,以保持与人身体的皮肤上连接。"开发皮肤上生物医学电子设备的传统方法通常很复杂,而且生产成本通常很高,"他说。"相比之下,我们的方法成本低且非常简单。我们可以利用广泛使用的铅笔和纸张制作类似的设备。"


自发明以来,由铅制成的铅笔,包括不同程度的石墨、粘土和蜡,经常被用于书写和绘画。在研究中,研究人员发现,含有90%以上石墨的铅笔能够传导因绘画或书写时纸和铅笔之间的摩擦而产生的大量能量。具体来说,研究人员发现,含石墨93%的铅笔最适合制作在商业办公复印纸上绘制的各种皮肤上的生物电子装置。Yan说,还可以在纸上涂抹一种生物相容性的喷雾式粘合剂,以帮助其更好地粘在人的皮肤上。

研究人员表示,他们的发现未来可以在家庭化、个性化的医疗、教育和远程科研方面有广泛的应用,比如在COVID-19大流行期间。Yan表示,该小组下一步将进一步开发和测试生物医学组件的使用,包括电生理、温度和生化传感器。

"例如,如果一个人有睡眠问题,我们可以绘制一个生物医学设备,帮助监测这个人的睡眠水平,"他说。"或者在课堂上,老师可以通过将使用铅笔和纸张创建可穿戴设备纳入课程计划来吸引学生。此外,这种低成本、易于定制的方法可以让科学家在家里进行研究,比如在流行病期间。"

Yan说,他们的方法还有一个好处,就是纸张可以在一周左右的时间内分解,相比之下,许多商业设备包含的组件不容易分解。

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