由導(dǎo)電水凝膠制成的柔性表皮傳感器在個(gè)性化醫(yī)療保健、多功能電子皮膚和人機(jī)界面方面具有巨大的潛力。然而，如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有可靠自愈能力和卓越傳感性能的基于導(dǎo)電水凝膠的表皮傳感器在可穿戴人機(jī)交互以及加速傷口的高性能醫(yī)療（尤其是電生理信號(hào)）傳感方面仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。一起醫(yī)治以后的醫(yī)治。在此，一種靈活的可愈合高性能表皮傳感器由易于制備的抗菌 MXene 水凝膠組裝而成，可有效加速傷口愈合，實(shí)現(xiàn)靈敏的可穿戴人機(jī)交互。所制備的水凝膠具有增強(qiáng)的機(jī)械性能、出色的自愈能力、可靠的可注射性、易降解性、優(yōu)異的生物相容性和強(qiáng)大的抗菌能力，能夠組裝成多功能表皮傳感器，用于靈敏監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，檢測(cè)用于診斷心血管和肌肉相關(guān)疾病的微小電生理信號(hào)，并可用于可穿戴式人機(jī)交互。此外，水凝膠可用于治療傷口感染，可有效加速傷口愈合。因此，它揭示了制備具有多功能集成個(gè)人健康診斷和智能醫(yī)療的柔性可愈合表皮傳感器，用于可穿戴人機(jī)交互和下一代人造皮膚。
Figure 1. a）手風(fēng)琴狀Ti3C2Tx的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。b) MXene納米片的SEM圖像。c) MXene納米片的透射電子顯微鏡(TEM)圖像。d) 苯基硼酸接枝海藻酸鈉(Alg-PBA)和瓜爾豆膠(GG)的分子結(jié)構(gòu)。e) MXene水凝膠的光學(xué)圖像。f) 冷凍干燥的MXene水凝膠的SEM圖像。
Figure 2. a) 包含可修復(fù) MXene 水凝膠和綠色 LED 指示燈的串聯(lián)電路：i) 完全分叉和 ii) 電路的相應(yīng)示意圖。iii) 自愈式和 iv) 相應(yīng)的電路原理圖。b) MXene 水凝膠的可注射特性：MXene 水凝膠可以很好地?cái)D出來(lái)寫(xiě) i) “Harvard”和 ii) “MIT”。
Figure 3. 由 MXene 水凝膠組裝而成的表皮傳感器，用于人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。傳感器記錄的 a) 手腕彎曲、b) 手指彎曲、c) 吞咽和 d) 脈搏的傳感響應(yīng)。插圖：安裝在手腕、手指、喉嚨和手腕橈動(dòng)脈上的傳感器的照片。
Figure 4. 由 MXene 水凝膠組裝而成的表皮傳感器，用于電生理信號(hào)檢測(cè)。a）心電圖檢測(cè)設(shè)置示意圖。b) 心電圖信號(hào)。c) EMG 檢測(cè)裝置示意圖。d) MXene 水凝膠電極和沒(méi)有 AgNPs/MXene 的商用水凝膠電極檢測(cè)到的 EMG 信號(hào) i) 原始，ii) 右手握拳后)。e) i-iii) 在握住彈性球時(shí)監(jiān)測(cè)前臂上的 EMG 信號(hào)。iv) EMG 信號(hào)，同時(shí)以不同的握力握住球。v) EMG 信號(hào)幅度隨夾持力的增加而變化。
Figure 5. a) 柔性表皮傳感器附著在機(jī)械手的手指上，當(dāng)志愿者佩戴無(wú)線體感手套進(jìn)行感應(yīng)時(shí)，由志愿者的手進(jìn)行無(wú)線控制 b) 手指彎曲以展示“是”的手勢(shì)和 c) 顯示機(jī)器人的抓握。
相關(guān)研究工作由北京化工大學(xué)Pengbo Wan課題組于2022年在線發(fā)表于《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊上，原文：Flexible Accelerated-Wound-Healing Antibacterial MXene-Based Epidermic Sensor for Intelligent Wearable Human-Machine Interaction。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
