可监测健康的“高颜值”剪纸仿生鱼贴纸

作为天性的一部分,成百上千年来人们不懈的追求美丽,人们对美的追求表现形式多种多样,呈现在身体装饰上时,化妆、纹身和贴纸则是比较常见的形式。贴纸作为一种简单方便、干净无残留、花纹颜色自由的装饰形式,收到越来越多人特别是年轻人和儿童的喜爱,将这种装饰形式集成上可以监测人体健康指标的功能化单元,是未来可穿戴传感器的非常有潜力的发展方向。

在自然界中,具有延展性且对外界刺激敏感的皮肤、鳞片等对生物体的生存具有重大意义,鱼鳞状的结构为高拉伸的人造皮肤提供很好的模型,提起剪纸大家都不陌生,剪纸艺术是中国的古代传统的艺术形式,剪纸是在折纸的基础上,通过在折纸上进行少量的裁剪就能实现批量的图案化制作,剪纸为贴片式的装饰的制作提供了一个不错的选择,最重要的是,通过简单的剪切,就可以制作出复杂的纸微流体通道和可拉伸的网格结构。

来自东南大学的高兵兵博士等人在导师顾忠泽的指导下,设计和制造了鱼状的可穿戴生物传感器,这种生物传感器正是受到鱼鳞图案和剪纸艺术的共同启发,该传感器具有高的液体流动性和很低的流体变异性。

这种一次性的高拉伸可穿戴鱼贴纸可以进行汗水收集,汗液标志物诊断和人体运动监测。研究人员将光子晶体(PCs)结构集成在通道末端(鱼眼部位),由于光子晶体具有调控荧光作用,因而鱼眼部位被用于汗液中乳酸和尿素的采集和荧光增强检测,在汗液的收集和检测的同时,鱼鳞网状结构具备高度的可拉伸性,这种导电纸网格在身体部位运动过程中灵敏地产生电阻变化信号。通过一个鱼的贴片,人们就可以同时进行生化指标和生理指标的同时检测。艺术与传感的结合也为同时获得健康与美丽提供了良好的解决方案。研究人员相信这种传感器也可以很快用于如个人护理,生物监测和人机交互等领域。相关成果发表在Advanced Materials Technologies(DOI: 10.1002/admt.201700308)上。

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