近日,南京大学徐飞教授和江苏省人民医院袁松涛主任联合团队提出了一种对环境介电特性具有高鲁棒性的眼压监测智能隐形眼镜。通过飞秒激光直写技术在PDMS材质的介电弹性体内构建微气泡阵列,以实现器件对压力信号的增敏,相对灵敏度达到1.15 ‰ mmHg-1。在电感线圈内外两侧采用了铜基微槽屏蔽层,通过将寄生电场局限在隐形眼镜的内部,有效抵御了外周环境介电变化对器件谐振频率的影响。确保了智能隐形眼镜对于不同人群在复杂动态环境下的准确眼压测量,为眼镜在实际场景下的抗干扰性提供了保障。
基于LCR谐振子的柔性传感器具有无电池、无芯片的无线工作能力,在与隐形眼镜集成并进行眼压监测方面具有很好的使用潜力。然而人眼处于一个动态环境中,眼泪的不断更新使隐形眼镜所处的环境的介电特性不断变化。LCR谐振子传感器是一种模拟型传感器,其用于解调眼压的谐振频率信号易收到周围环境的干扰。尤其是电感电容走线的寄生电容的电场,易辐射至隐形眼镜之外,环境的介电特性将影响器件的谐振频率。
图2 微槽屏蔽层的设计和优化
图4 面向不同离体猪眼上重复佩戴的抗干扰性测试
总结:该工作通过在介电弹性体内利用飞秒激光直写技术构建微气泡阵列,实现传感器的高灵敏度,能够实时的监测眼压的波动。同时,引入微槽屏蔽层,提升了传感器在不同泪液代谢物浓度、角膜个体差异和反复佩戴等动态复杂环境下的稳定性。将环境变化带来的影响控制在3 mmHg以内,提高了面向所有人群的可穿戴性,为眼压日常健康监测的实现铺平了道路。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202400722
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