小口罩大作用：纸基电传感器打开呼吸监测新模式

材料牛注：哈佛大学的科学家发明了一种口罩传感器，可用来监测病人的呼吸频率。

哈佛大学科学家在其发表在Angewandte Chemie期刊上的文章中称，他们发明了一种简单有效的传感器，可用来监测呼吸频率。这种纸基传感器，正是利用了纸张的吸湿性来探测呼出和吸入空气的周期性湿度变化。收集到的呼吸数据可传输至智能手机或平板电脑，以做进一步处理、分析、存储或传送给医师。这样，装有传感器的小小口罩就能拯救病房里的生命了。

人的呼吸频率能反应出其健康状况和身体条件。睡眠窒息常常伴有数秒或数分钟的呼吸暂停，安静状态下呼吸过快可预测心搏停止。此外，运动员还将呼吸频率作为衡量健康状况的指标，并希望在运动中保持缓慢且深度的呼吸。

怎样采用用户友好、安全且实惠的方式监测呼吸？有趣的是，除了计算胸腔起伏次数之外，几乎没有实用且高性价比的有效方式监测呼吸。以George M. Whitesides为带头人的化学家和生物学家科研队伍设计了一个纸基口罩低成本监测系统，口罩内置电极，以监测呼吸过程中的湿度变化。

科学家要求身体健康的志愿者戴上这种功能性口罩做不同类型的运动，以监测传感器的灵敏度及数据的可靠性。此外，科学家还监测了正常呼吸频率，呼吸暂停次数，深度呼吸等。

这个系统的原理是，呼出的空气中的水分会使纤维素的水层增加，而吸气引发的效果则恰恰相反。

数据电子获取系统放大处理数据后，将其传输至运行安卓app的智能手机或平板电脑，然后对数据流进行分析。文章作者称，“这个系统不会损伤人体，可以让科学家使用简单的IRB方式获取相关人体数据”。正是由于其设计简单及成本低廉，才使这种纸基呼吸传感器极具吸引力。

原文参考链接：Paper-based electrical sensor developed to monitor respiration rate