氧气是生物生存或工业生产的基本物质,大气氧含量或溶解氧(DO)也是健康和环境评估中的关键指标。呼吸氧含量或经皮氧分压(tcPO2)可用于呼吸监测和局部组织供氧的判断,有望用于呼吸系统疾病、糖尿病足、外周动脉疾病、伤口愈合和感染等慢性疾病的无创诊断。传统分析仪器或医疗设备体积庞大、价格昂贵、时效性差,而新兴的可穿戴传感器可实现准确、实时检测的同时,还具有灵敏度高、轻量化、性价比高、机械顺应好等优点,极大地方便了各种信号采集。遗憾的是,目前主流的研究集中在监测运动和如血压、脉搏、心电图、肌电图等生理信号上,对具有氧监测功能的柔性传感设备的研究相对匮乏。为此,迫切需要开发高性能、柔性的氧传感器。
图1. 弹性体封装薄膜水凝胶气体传感器的制备流程、疏水透气性验证及多场景应用示意图。
图2. 多孔薄膜及实心薄膜封装对传感器抗湿度干扰、长期稳定性的影响。
图3. 有限元仿真模拟与实验证明多孔薄膜及不同厚度实心薄膜对O2穿透能力的调控。封装的水凝胶传感器对大范围浓度(500ppm-90%)O2的响应。
图4. 水凝胶基氧气传感器的机理分析与验证。
论文信息:A Humidity-Resistant, Sensitive, and Stretchable Hydrogel-Based Oxygen Sensor for Wireless Health and Environmental Monitoring
Zixuan Wu, Qiongling Ding, Hao Wang, Jindong Ye, Yibing Luo, Jiahao Yu, Runze Zhan, He Zhang, Kai Tao*, Chuan Liu*, Jin Wu*
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.202308280
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202308280
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