可穿戴生物电化学传感器的研究与应用进展

随着物联网的发展,可穿戴生物电化学传感器受到了广泛关注。可穿戴传感器件采用液体导体、导电聚合物薄膜、水凝胶等材料作为柔性电极,集优异的机械性能与传感性能于一体,为人们的生产和生活带来了极大的便利,已被广泛用于医疗诊断、健康监测和环境监测等领域。然而,目前可穿戴生物电化学传感器在美观隐形性和生物亲和性等方面仍存在一些问题。本文从可穿戴传感器件的制备工艺及柔性材料入手,概括分析了近年来可穿戴生物电化学传感器件的研究与应用进展,对其所面临的挑战与困难进行了总结,并展望了可穿戴生物电化学器件未来的发展方向,为进一步改进可穿戴传感器件的集成方法、提高其传感性能以及实现智能化信号传输等提供了参考。     

可穿戴光谱传感器在医疗监测中的研究进展

可穿戴光谱传感器是一种由柔性衬底、传感及检测分析单元组成的一体化智能器件,能够无创或微创地对汗液、经皮气体、伤口分泌物、皮下间质液、泪液、呼出气和唾液等人体生理体液中的化学物质进行快速检测和实时跟踪,在药物分析、疾病诊断及健康监测等领域中具有重要意义。本文总结了2016年以来可穿戴比色、荧光及表面增强拉曼散射传感器的研究概况,基于可穿戴光谱传感器的组成,综述了表皮、眼部及口部形式的可穿戴光谱传感器的研究进展,并分析了可穿戴光谱传感器未来发展面临的挑战及机遇,以期为可穿戴光谱传感器的设计和开发提供参考。     

基于聚二甲基硅氧烷的可穿戴柔性传感器的研究进展

可穿戴柔性传感器是一种紧密附着在人体的皮肤或组织上,可实时收集、分析人体生理参数的设备,在医疗保健、诊断治疗等领域具有重要的应用价值,近年来引起极大关注。聚二甲基硅氧烷(PDMS)不仅化学性质稳定、热稳定性强、透明性和生物相容性好,还可通过表面改性和整体特性定制以实现不同功能,这使得PDMS成为了可穿戴柔性传感器基底材料的最佳选择。本文综述了近年来基于PDMS的可穿戴柔性传感器的研究进展,对导电修饰材料、传感器的工作原理和性能比较等方面进行了回顾和总结,重点对比了不同导电修饰层材料的性能参数与优缺点,介绍了光敏传感器、温度传感器、应变传感器、压力传感器和生化传感器,最后对可穿戴传感器的研究和应用中存在的挑战进行了分析,对其发展方向进行了展望。     

基于微流道设计的柔性可穿戴汗液传感器研究进展

近年来,随着柔性电子学和微流体学技术的快速发展,各种基于微流道的柔性可穿戴汗液传感器相继涌现,在汗液相关生理参数检测方面展现出良好的发展前景。本文介绍了基于微流道设计的柔性可穿戴传感器在汗液检测方面的优势,综述了微流道汗液传感器的结构设计原则、检测方法和原理方面的研究进展,分析了微流道汗液传感器目前存在的不足和局限性,指出了基于微流道设计的汗液传感器应向低成本、批量化制备方向发展,以及更加深入研究汗液参数与人体生理健康关系的重要性。     

可穿戴式微流控芯片在体液检测和药物递送中的研究进展

可穿戴式微流控芯片在医疗、体育、军事等领域具有广泛的应用潜力,利用可穿戴式微流控芯片对人体体液进行实时监测,可以通过芯片与皮肤的接触,方便地对汗液、泪液、唾液等体液进行采集,并分析和传输数据,可以实时获取汗液pH值以及血糖、乳酸盐、钠/钾离子、钙离子、重金属等的含量的信息,这些体液信息对于个体生命体征的实时监测和疾病诊断有着重要的指示性作用.本文介绍了近年来可穿戴式微流控芯片在体液检测和药物递送方面的最新研究进展,以及利用可穿戴式微流控芯片进行生命体征监测的应用案例.本文还简要介绍了利用可穿戴式微流控芯片进行精准药物递送的最新研究动向和应用进展,并对可穿戴式微流控芯片发展过程可能遇到的问题进行了分析,对未来融合发展的前景进行了展望.     

可视化柔性可穿戴传感器研究进展

柔性可穿戴传感器具有轻质、共形性好和生物安全性高等特点,在军事、医疗健康和运动等领域展现出广阔的应用前景。可视化是柔性可穿戴传感器的一个重要发展方向,对于丰富传感器功能和扩展其应用领域具有重要意义。本文综述了近年来可视化柔性可穿戴传感器的研究和应用进展,总结了现有的可视化传感器种类及其作用机理,重点介绍了基于发光或变色进行可视化传感的柔性可穿戴传感器。最后,讨论了可视化柔性可穿戴传感器所面临的机遇和挑战。     

柔性可穿戴电子传感器研究进展

随着智能终端的普及,可穿戴电子设备呈现出巨大的市场前景.传感器作为核心部件之一,将影响可穿戴设备的功能设计与未来发展.柔性可穿戴电子传感器具有轻薄便携、电学性能优异和集成度高等特点,使其成为最受关注的电学传感器之一.综述了近年来柔性可穿戴电子传感器的研究进展,包括压阻、电容、压电、力致发光和摩擦电等信号转换机理,金属、无机半导体、有机和碳材料等柔性可穿戴电子的常用材料,柔性电子传感器的印刷制造及其在体温和脉搏检测、表情识别和运动监测等方面的最新应用,最后提出了柔性可穿戴电子传感器面临的挑战与未来发展方向.     

基于智能纤维和纺织品的可穿戴生物传感器

随着社会经济发展,人们越来越重视身体健康,对医疗设备的智能化、便携性、准确性要求越来越高。在此背景下,可穿戴生物传感器的市场需求不断提升。智能纤维和纺织品能够满足透气性和可穿戴性的要求,应用在可穿戴生物传感器中能够实时监测人们的身体状况,包括脉搏、呼吸、肢体运动等生命体征监测,汗液、唾液等成分分析和呼出物的检测。相比于传统的生物传感器,基于智能纤维和纺织品的可穿戴生物传感器可用于现场即时监测,从疾病预防、改善临床结果和生活质量到提高生产力、减轻医疗负担和降低医疗成本都发挥着重要作用。在这里,本文主要介绍了近几年智能纤维和纺织品在可穿戴生物传感器中的应用,按照生命体征监测、体液分析和呼出物检测这三个方面,对其传感策略例如比色传感、荧光传感、压电式传感等进行介绍。最后,我们对智能纤维与纺织品在可穿戴生物传感器中的应用状况以及面临的问题进行总结,并对其在可穿戴生物传感器的未来发展进行展望。     

柔性可穿戴传感器及其应用研究

可穿戴传感器可以贴合人体皮肤或与纺织品整合用于监测人体生理状况,具有较高灵敏度和集成性。近年来,可穿戴传感器已被广泛应用于汗液、呼吸、心率和血氧等生理状况的监测。由于可穿戴传感器需要长时间舒适穿戴于人体,并且需要避免人体活动产生的形变影响,因此,柔性是评价和改良可穿戴传感器的一个重要参数。本文首先综述了不同柔性材料的研究进展,概括了基于不同柔性材料的可穿戴传感器的构建及应用,最后讨论了这些柔性可穿戴传感器当前面临的挑战、应对策略以及未来的发展方向。     

可穿戴电化学传感器件的研制及其应用

可穿戴电化学传感器件是一种可直接穿戴在身体特定部位、甚至植入用户体内的柔性电化学传感器。其具有简易性、便携性、灵活性等特点,可实时电化学监测与跟踪分析待测物,被广泛用于医疗保健、人体健康和环境监测等领域。该综述概括了可穿戴电化学传感器件的硬件设计与研制,及其在汗液检测、神经化学监测、现场分析检测（POCT）中的应用,总结和展望了可穿戴电化学传感器件的未来发展趋势,以期为可穿戴电化学传感领域的进一步发展提供参考。     

可穿戴柔性触觉传感器的研究进展

可穿戴柔性触觉传感器是用来模仿人类触觉的器件, 可以感知人体以及外界环境的运动、 形变和压力等信息, 在智慧医疗和智能机器人等领域具有广泛的应用前景. 近年来, 大量柔性触觉传感器的研究使其性能得到了巨大的提升, 并在很多领域得到了应用. 本文首先简述了柔性触觉传感器的结构和基本性能; 然后重点介绍了具有自愈合、 自驱动以及可视化等新型高性能触觉传感器的研究进展; 接下来讨论了柔性触觉传感器在可穿戴电子技术、 医疗保健以及人机交互界面等方面的应用; 最后展望了柔性触觉传感器未来所面临的机遇与挑战.     

基于二维材料的柔性可穿戴传感器件研究进展

柔性可穿戴传感器是附着于人体皮肤或组织上的监测装置,可以持续监测和量化特定微环境变化所产生的电信号或化学信号,在医学诊断和治疗方面具有广泛的应用前景.二维材料具有原子薄层的平面结构、优异的机械柔性和电学性能,非常适合用于构建可穿戴传感器.近年来,基于二维材料的柔性传感器在材料制备、工艺设计和设备集成等方面取得了巨大的进...     

柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

柔性可穿戴传感器件能与人体稳定集成,具有多生理参数和运动参数连续动态测量能力,可在健康监测、运动监控、精准医疗、人机交互等领域发挥重要作用.柔性可穿戴传感器件与人工智能技术的结合,充分展示了利用连续动态多参数信号测量的进行疾病、动作、语音等判定与识别的优势.本文通过介绍柔性可穿戴器件在物理信号、化学信号和图像信号传感中应用,从硬件平台和数据处理分析技术两方面介绍了柔性可穿戴器件与人工智能结合的方法和进展,展示了基于柔性可穿戴传感系统的智能识别技术,分析了柔性可穿戴传感与智能识别技术在柔性化集成、数据传输、能源供应等方面面临的诸多挑战,并对未来发展趋势进行了展望.     

柔性印刷可穿戴电化学传感器

实现对人体的健康监测和慢性病监测是包括材料科学、信息技术、电子技术、分析化学等科学领域在内的世界前沿课题。通过连续获取温度、压力、应力等物理信号来实现对人体活动情况和心率、血压、脑电图、心电图等实时监测的可穿戴设备已实现商业化,但连续监测人体体液、呼出气中的各类化学物质的可穿戴传感器仍面临许多问题,比如传感器的柔韧性、灵敏度、准确性以及与人体皮肤的贴合性等。针对这些问题,本文以柔性印刷技术为出发点,综述了各类柔性基底在电化学传感器/生物传感器领域的应用,同时对可穿戴传感器的发展方向提出了建议。     

柔性可穿戴传感器件与储能器件的发展现状与挑战

随着人们生活质量与对可穿戴监测设备需求的提高以及物联网、人工智能和人机交互等科技水平的发展,能够对人体生命体征信号采集、转化与识别的可穿戴柔性电子装置成为连接智能生物与非智能机械装置的桥梁. 可穿戴柔性电子器件对人体生命体征信号的采集包括人体脉搏、温度、皮肤应变、呼吸和心跳等指标. 本文总结概述了近年来可穿戴柔性传感器对人体生命信号采集的现状以及存在的问题和挑战,并对可穿戴柔性供能器件做了简要的总结和展望.     

基于MXenes的功能纤维的制备及其在智能可穿戴领域的应用

在电子信息和物联网技术的推动下,人类对可穿戴电子器件和智能织物的需求愈发突出,功能纤维作为智能可穿戴设备的重要载体,近年来获得快速发展。功能纤维的性能很大程度上取决于纤维的基础构筑单元。过渡金属碳/氮化物(MXenes)作为一种新兴的二维材料,凭借其高电导率、优异的可加工性能、可调节的表面特性以及出色的机械强度等优点,受到了极大的关注,也逐渐成为构筑功能纤维的重要单元。本文将主要综述MXenes的湿化学、熔融盐、无氟试剂刻蚀等方法和力学、电学、光学和化学稳定性等性能,阐述基于该材料制备的功能纤维在传感、储能以及其他智能领域的应用,最后讨论了基于MXenes材料的功能纤维的未来应用前景和技术挑战。     

高分子导电水凝胶的制备及在柔性可穿戴电子设备中的应用

水凝胶是具有高含水量、可变形性和良好生物相容性的材料,其中导电水凝胶具有良好的导电性、可调节的机械性及自黏附性等特征,逐渐成为制备柔性可穿戴电子设备的最佳候选材料。近年来,具有生物相容性、机械柔韧性和抗疲劳性的导电水凝胶得到广泛研究,能够实现多种生理信号和物理信号的监测及传输,促进了柔性可穿戴电子设备的发展。柔性可穿戴电子设备逐渐成为人机交互技术和人工智能领域的主要研究方向。导电水凝胶通过使用导电聚合物、导电填料、自由离子及其混合物来合成,根据导电机理,所制备的导电水凝胶可分为电子导电水凝胶、离子导电水凝胶和混合电子-离子导电水凝胶。本文讨论了导电水凝胶的制备方法,总结了导电水凝胶在可拉伸性、导电性、生物相容性和自修复性等功能方面的研究进展及其在柔性可穿戴电子设备中的应用,期望导电水凝胶可以取得更好的发展。