柔性的可密切贴合皮肤表面的皮肤湿度传感器

人体湿度是重要的生理指标但是很难被精确而方便的测量。人体湿度的检测对于长期工作或者生活在极端条件下的人比如运动员、急救员和军人有着极其重要的意义。皮肤湿度的测量还可以用来诊断皮肤疾病和评估治疗效果,也可以用来衡量护肤品的润肤效果。很多测量人体湿度的方法仅仅是定性的或者是不方便的,例如通过眼睛和嘴唇皮肤的变化来判断是否缺水,或者通过体重来测量人体的含水量的变化。市面上也有些定性测量皮肤湿度的传感器,然而它们绝大多数都很昂贵、笨重不便于携带且不适合用于长期检测。

ss美国北卡罗莱纳州立大学朱勇教授、John Muth教授、姚珊珊博士、Amanda Myers和其他合作者开发了一种柔性的可密切贴合皮肤表面的皮肤湿度传感器。采用具有极好导电性能和力学性能的银纳米线作为主要导电材料,可拉伸性能优异的硅胶作为包裹银纳米线的载体,他们制备出了科研站的皮肤传感器,使得电极可以在人体活动中仍然保持与皮肤的良好贴合。电极采用差值电极的结构,并通过测量两个电极之间的皮肤阻抗变化来得到皮肤湿度的变化。皮肤中水分的增加会增加皮肤的介电常数和电导率,因而减小皮肤阻抗。在这一柔性皮肤传感器的基础上,通过与测量电路、蓝牙模块、电池等的集成,研究团队开发了两款便于穿戴的无线皮肤湿度计:智能手环用于检测手腕处的皮肤湿度,多功能贴纸用于同时检测皮肤湿度、心电图信号和日常活动引起的皮肤应变。

研究者相信,智能手环和多功能贴纸将会被用于无线、实时、长期、低成本的皮肤湿度和其他健康指标的检,并造福于广泛人群,包括运动员、军人、老人、化妆品使用者和开发者。相关论文在线发表在Advanced Healthcare Materials (DOI: 10.1002/adhm.201601159)上,并于当期Back Cover做简要介绍。