显微镜玩具清华研制电子皮肤用于可测量身体信

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 2018～081909:04
    
     由世界上最薄的材料石墨烯制成，它可以检测生理信号，如呼吸心率，并在未来发现早期疾病的特征。
    
     附加超薄电子皮肤可以检测生理信号并预防一些疾病，这种科幻场景在不久的将来可能成为现实。
    
     最近，清华大学微电子与纳米电子系任天岭教授研制了一种多层石墨烯表皮电子皮肤。该装置灵敏度高，可直接应用于皮肤检测呼吸、心率、发声等人体信号。它在体育监测、睡眠监测、生物医学等领域有着广阔的应用前景。
    
     皮肤作为人体更大的器官，负责人体与外部环境的相互作用，在其软组织下面是一个巨大的传感器网络，可以实时获取温度、压力、空气流量等外部信息的变化。模拟人体皮肤的传感功能或达到或超过皮肤的传感性能，是近年来迅速发展起来的一种重要的生物医学传感器。
    
     电子皮肤研究的目的在于更好地采集体征和信号，了解人们的身体状况，早期发现疾病的特征，并扼杀疾病的萌芽。研究的主要目的。
    
     国内外都尝试用不同的材料制成电子皮肤原料，这些材料需要具有良好的柔韧性、高灵敏度、良好的适应性和舒适性。
    
     清华大学任凌教授使用的材料是石墨烯。记者了解到，国内外对石墨烯+电子皮肤组合的研究刚刚起步。石墨烯是世界上最薄的材料，具有优良的导电性和柔韧性，是一种理想的材料。电子皮肤用材料。
    
     如何将石墨烯更稳定可靠地附着在皮肤表面，从而采集人体的生理信号是亟待解决的关键问题，也是该领域的一个难点。
    
     任天玲的团队已经发明了一种湿法剥离氧化石墨烯的新方法。去除氧化石墨烯，只保留石墨烯，这使得装置更漂亮、更灵敏、更耐高温。如果没有剥离过程，残留的氧化石墨烯将会当施加时，分散力的一部分，从而降低了器件的灵敏度。任天玲说。
    
     任天禄引入了多层石墨烯。单层石墨烯只有三分之一米厚，但由于其相对的脆弱性而难以处理。此外，低缺陷单层石墨烯的生长成本相对较高。为了提高可操作性，多层石墨烯制备的Er石墨烯不仅降低了制备成本，而且提高了器件的灵敏度。
    
     机械信号，如脉冲呼吸，改变电子皮肤传感部件的电阻。通过对这种电信号的分析，可以对人体的物理信号进行分析，在解决了原料问题后，如何将剥离的石墨烯作为基材粘结在人体表面上，并检测信号信号信号成为下一个难题。
    
     通过激光直写对石墨烯微观结构的分析，任天岭研究小组建立了基于石墨烯带状结构的裂纹理论模型，模拟了应力引起的电阻变化过程。在电子显微镜下发现了两种不同的裂纹，并进行了模型仿真和实验验证。仿真结果与实验结果吻合较好。
    
     事实上，这种模式在现实中有着非常生动的对应关系。当我们吃牛肉干时，我们会发现牛肉干有皱纹。你需要在不同方向上撕碎牛肉干的力量是不同的。线的断裂在不同的方向上是不同的。科学说它是各向异性的，任天玲说。
    
     在理解了石墨烯的特性之后，通过改变电阻值，可以对人体的生理信息进行监测和分析。艺术节奏和声音。心率可以与胸部、手腕和指尖相匹配，呼吸可以放在中部和喉咙。人体的任何部位都适合，但是应该根据实际情况来确定。任天玲说。
    
     在后端还有研究和开发，希望能够完成一个便携式系统，让人们可以随时随地了解自己的标志。论文的作者乔艳聪。
    
     电子皮肤的传感功能在机器人的医学检测和诊断中显示出广阔的应用前景，近年来，电子皮肤的研究蓬勃发展。
    
     2017年6月，中国科学院半导体研究所研制出一种可直接贴在人体表面的超薄高像素柔性电子皮肤阵列，该小组设计的传感器对环境压力具有超高灵敏度。微米级的超薄可伸缩衬底和蛇形电极结构使器件不仅具有弹性，而且不易损坏。
    
     六月，约翰霍普金斯大学医学院的研究小组开发出一种电子皮肤，可以感知疼痛和触觉。一种包裹电子皮肤的假体帮助截肢者避免伤害。通过放置在皮肤上的电极将电子皮肤传感器连接到佩戴者的假体类似于真实神经传输信号的方式，使得电子皮肤能够从光头传输一系列感觉。疼痛取决于电子设备传输的脉冲模式。
    
     任天玲说，电子皮肤可以实时监测人体状况。目前，医学界越来越重视疾病预防。如果我们能在疾病开始时检测到信号，我们就能把它扼杀在萌芽状态。这不仅可以减轻患者的痛苦，而且可以降低治疗成本，对国民经济和人民都有很大的好处。
    
     2004年，曼彻斯特大学的科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫生产了世界上最薄、最强的石墨烯。六年后，这两位科学家因在石墨烯研究方面的杰出成就而被授予诺贝尔物理学奖，进一步推动了石墨烯研究的发展。石墨烯是科学研究的前沿。
    
     石墨烯只有一个原子厚，其断裂强度是优质钢的100倍。它的柔韧性令人惊叹，伸展范围可达其自身尺寸的20%。1平方米的石墨烯制成的吊床可以承受猫的重量，重量小于1毫克，这是相当的。对猫晶须有价。
    
     石墨烯具有良好的力学性能，其厚度使其具有弹性，可随人体表面的变形而变化，同时石墨烯具有优良的导电性，对机械信号产生明显的响应并将其转换成可测量的电学信号。信号。任天玲说。
    
     基于这些特点，近年来石墨烯的研究取得了很大的进展。2017年，清华市委派田灵小组实现了石墨烯智能人工喉。Nd发出声音，具有良好的生物相容性。它可以附在聋哑人的喉咙上，帮助聋哑人说话。
    
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