你造嘛?便携式仿生汗液传感器诞生啦!


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材料牛注:荷兰的科学家研制出一种仿生汗液传感器。它无需外加电源,并且方便黏在皮肤上。这一装置能反映出我们身体的健康程度,它的问世必将造福于运动爱好者和医学研究者。

树木植被从土壤中吸收水分,再通过叶片上的气孔将水分蒸发。荷兰埃因霍芬理工大学 (TU/e) 的科学家遵循这一规律,发明了汗液传感器,当汗液保持稳定的速度从其中流过时,便可以进行分析。他们利用激光微加工技术,在软塑料上制成微小结构,并与分析芯片结合,从而制备出了这一装置。此外,他们的研究还克服了如何将柔性汗液传感器黏在皮肤上这一巨大的难题。

汗液传感器能够反映出我们身体健康的程度,因而运动爱好者便可以更多地了解自己的身体状况。例如,汗液中的盐含量可以反映出囊性纤维化程度,同时其酸度值是判断某些皮肤病的重要参数。为了更好地监测这一变化的过程,必须要保证“新鲜的”汗液持续地通过汗液传感器。这就需要汗液传感器尽量满足无需移动或不易损坏以及不使用电源的要求。

为了满足人们的需求,Chuan Nie博士和其导师Jaap den Toonder从自然界中找到了汗液传感器的设计灵感。在荷兰埃因霍芬理工大学的Microfab实验室,他们研制了一种由软塑料薄片制成的装置。这种装置的一端是微小管状的入口,另一端是多孔结构。在进口处使用一种特殊的纸,使整个装置便于被汗水浸透。通过微管的毛细作用水分得以传输。同时,在另一端多孔结构的蒸发作用下汗液传感器内会产生一股持续的汗液流,这就正如在树木植被中存在的现象一样。这种装置的工作原理类似于一种水泵,其运作不需要外界的电源。

最后,科学家将微小芯片集成到这一装置中。芯片的电极被嵌入微管中,因而可以持续分析管束中通过的汗液。此外,Chuan Nie 建立了一种可以测试酸度模型,这种模型已经被证明可以进行有效测试。利用以上方法,测量汗液中的其他物质的芯片现在也可以被集成在这样的装置中。

这项研究是由Eindhoven与Holst Centre共同完成的。Holst和荷兰埃因霍芬理工大学将持续研究这种柔性汗液传感器在运动及汗液医学分析等方面的应用。汗液传感器上塑料薄片的使用可以保证最终产品具有较低的成本。研究小组接下来的工作是将传感器的数据进行无线传输。

原文链接:Wearable sweat sensor thanks to battery-free 'water pump' inspired by plants

本文由编辑部张怡编译,赵瑾审核。

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