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青岛科技大学乔圣林团队 CEJ:用于老年人健康护理的蛋白质基皮肤传感器
2024-01-23  来源:高分子科技

  全球老龄化人口的持续增长增加了对医疗保健服务的需求,给社会带来了巨大挑战。越来越多的老年人喜欢通过体育锻炼和健身活动来保持健康。然而,生理衰退和安全措施不足会使老年人在体育活动中面临更高的安全风险,这可以通过合理的运动指导得到部分缓解。创新的电子皮肤传感器(e-skin)可以增强锻炼的安全性、有效性和提供个性化指导。E-skin具有顺应性,可以快速识别危险动作和细微偏差,从而减轻运动相关的伤害。离子凝胶在离子导电性、热和电化学稳定性以及非挥发性方面的独特优势使它们成为制备电子皮肤的引人注目的材料。然而,常规的离子凝胶面临着显著的限制:i)制备过程中潜在的碳排放,ii)不可降解的电子废物引起的环境问题,iii)在不同基底上的粘合性差,iv)合成聚合物的生物安全性差,以及v)高的制备成本。


1:电子皮肤i-gluten的制备和多功能设计的示意图。


  近期,青岛科技大学材料科学与工程学院乔圣林副教授团队通过将离子液体整合到谷蛋白网络中构建了基于谷蛋白的离子凝胶器件(i-gluten)用于老年人智能护理(1)。离子液体和谷蛋白中肽链之间的协同相互作用赋予i-gluten优异的性质,包括较高的机械强度(~82.6 kPa)、显著的伸长率(~790%)、自粘附自愈合性能(图2和图3)。i-gluten不仅满足了制备e-skin的先决条件,还表现出对机械应变变化的即时响应,使其能够区分老年人在体育活动中的微小和大幅度运动(图4)。这些信号的变化可以用于实时监控、精确分析和定制反馈,这为老年人潜在运动损伤提供防护。此外,蛋白质类天然聚合物材料赋予了i-gluten良好的可降解性和生物相容性,解决了电子产品引起的环境问题(图5)。这篇工作提供了一种利用谷蛋白的新用途,为增强价值链整合和经济多样化提供了新途径。该工作”Mechanical robust, adhesive, self-healable and biodegradable protein-based electronic skin sensors for smart elderly care”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。论文的第一作者是硕士研究生张颖澳。该研究得到国家自然科学基金和青岛科技大学启动基金的支持。

 

2i-glutens 的设计和表征。

 

3i-glutens 的机械性能。


 4. 用于老年人健康护理的 i-gluten 传感器。


 5. i-gluten的生物降解性和生物相容性。


  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724002705

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(责任编辑:xu)
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