综述:基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器

MEMS 2024-06-23 00:02

导电水凝胶由于其优越且可定制的特性,例如柔韧性、生物相容性和强导电性,作为各种可穿戴传感器的新兴候选材料,引起了人们的广泛关注。这些特性使其非常适合各种可穿戴传感器应用(例如生物物理传感器、生物电传感器和生物化学传感器),可以监测人体健康状况并进行及时干预。在这些应用中,基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器对于医疗保健和疾病监测尤为重要。

据麦姆斯咨询报道,近日,由广东以色列理工学院王燕副教授和澳门大学钟俊文助理教授领导的科研团队在Advanced Healthcare Materials期刊上发表了题为“A Review of Conductive Hydrogel-Based Wearable Temperature Sensors”的综述文章。这篇综述旨在全面概述基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器。首先,研究人员总结了基于不同类型的导电填料的水凝胶,强调了它们作为可穿戴温度传感器的最新发展和优势。接下来,讨论了基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器的传感特性,重点关注灵敏度、动态稳定性、可拉伸性和信号输出。然后,介绍了从体温检测、伤口温度检测到疾病监测的最新应用。最后,指出了该领域仍存在的挑战和前景。通过用潜在的解决方案来应对这些挑战,研究人员希望这篇综述能够为这一充满前景的领域的未来研究和创新提供一些启示。


综述概述:各种导电填料、传感特性以及其在基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器中的应用

I 导电材料

导电水凝胶被视为一种用途极为广泛的通用材料,已广泛应用于各种可穿戴传感器,可以有效地将不同外部物理刺激(如应变、温度)的信号转换为电信号输出。通常,导电水凝胶由选择性引入的导电填料嵌入交联的亲水性聚合物基体中组成。基于这种制造方法和配置,研究人员将基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器分为几类,包括导电聚合物基、碳基、金属基、离子基、混合导电填料基和其他(例如MXene和半导体)。在本综述中,研究人员重点关注了前五种主要材料。


用于可穿戴温度传感器的导电聚合物基导电水凝胶


用于可穿戴温度传感器的碳纳米材料基导电水凝胶


用于可穿戴温度传感器的金属基导电水凝胶


用于可穿戴温度传感器的离子基导电水凝胶


用于可穿戴温度传感器的混合导电基水凝胶

II 传感特性

材料成分会显著影响基于水凝胶的可穿戴温度传感器的整体性能。了解这些材料为评估其在实际应用中的有效性奠定了基础,尤其是在可穿戴传感器中。研究人员深入研究了这些材料用作可穿戴温度传感器时的传感性能。在本综述中,详细说明了这些材料的特性如何影响灵敏度、动态稳定性、拉伸性和信号输出等关键性能指标。


基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器的传感性能


基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器的信号输出

III 应用

在我们的日常生活中,温度与我们的生理活动和代谢过程密切相关。因此,具有优异传感性能(包括高温响应灵敏度、优异的动态稳定性和强大的可拉伸性)的导电水凝胶基可穿戴温度传感器对于我们日常使用中的精确温度监测至关重要。导电水凝胶作为可穿戴温度传感器具有柔韧性、生物相容性、电学性能等优点,实时精确温度监测有几个值得关注的应用场景。在本综述中,研究人员讨论并总结了基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器的几个代表性应用场景,包括体温监测、伤口温度监测和疾病监测。


基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器在体温检测中的应用


基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器在伤口温度检测中的应用


基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器在疾病监测中的应用

总而言之,导电水凝胶由于其优异的特性,例如高导电性、极好的柔韧性、生物相容性、优异的机械性能和可调谐性,是各种可穿戴传感器的理想材料。在温度传感应用中,导电水凝胶具有更大的发展潜力。因此,在这篇综述中,研究人员总结和讨论了基于导电水凝胶的可穿戴温度传感器的最新进展。尽管在这一领域已经取得了重大进展,但仍有一些挑战需要解决,包括确保无缝系统集成、长期稳定性、有效的自供电和成功的商业化。

尽管存在上述问题,但研究人员坚信导电水凝胶在温度传感方面具有前所未有的应用价值。作为一种具有“无限”潜力的材料,导电水凝胶目前吸引着来自世界各地不同研究领域的科学家,他们正在积极研究其基础科学,并促进其在人类生活各个方面的应用。未来,具有高灵敏度、多传感能力/多功能、自供电和可持续性的先进导电水凝胶基可穿戴温度传感器的开发将改变人类健康监测,并有望在医疗保健(例如可穿戴温度和应变复合传感器)、环境监测(例如医疗器械涂层)、治疗学(例如多功能给药系统)、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)中发挥重要作用。

论文链接:
https://doi.org/10.1002/adhm.202401503

延伸阅读:
《可穿戴技术及市场-2023版》
《可穿戴传感器技术及市场-2022版》
《水凝胶技术及市场-2022版》
《即时诊断应用的生物传感器技术及市场-2022版》


MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论
  •         近日,广电计量在聚焦离子束(FIB)领域编写的专业著作《聚焦离子束:失效分析》正式出版,填补了国内聚焦离子束领域实践性专业书籍的空白,为该领域的技术发展与知识传播提供了重要助力。         随着芯片技术不断发展,芯片的集成度越来越高,结构也日益复杂。这使得传统的失效分析方法面临巨大挑战。FIB技术的出现,为芯片失效分析带来了新的解决方案。它能够在纳米尺度上对芯片进行精确加工和分析。当芯
    广电计量 2025-02-28 09:15 132浏览
  • RGB灯光无法同步?细致的动态光效设定反而成为产品客诉来源!随着科技的进步和消费者需求变化,电脑接口设备单一功能性已无法满足市场需求,因此在产品上增加「动态光效」的形式便应运而生,藉此吸引消费者目光。这种RGB灯光效果,不仅能增强电脑周边产品的视觉吸引力,还能为用户提供个性化的体验,展现独特自我风格。如今,笔记本电脑、键盘、鼠标、鼠标垫、耳机、显示器等多种电脑接口设备多数已配备动态光效。这些设备的灯光效果会随着音乐节奏、游戏情节或使用者的设置而变化。想象一个画面,当一名游戏玩家,按下电源开关,整
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:15 140浏览
  • 一、VSM的基本原理震动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,简称VSM)是一种灵敏且高效的磁性测量仪器。其基本工作原理是利用震动样品在探测线圈中引起的变化磁场来产生感应电压,这个感应电压与样品的磁矩成正比。因此,通过测量这个感应电压,我们就能够精确地确定样品的磁矩。在VSM中,被测量的样品通常被固定在一个震动头上,并以一定的频率和振幅震动。这种震动在探测线圈中引起了变化的磁通量,从而产生了一个交流电信号。这个信号的幅度和样品的磁矩有着直接的关系。因此,通过仔细
    锦正茂科技 2025-02-28 13:30 104浏览
  • 在2024年的科技征程中,具身智能的发展已成为全球关注的焦点。从实验室到现实应用,这一领域正以前所未有的速度推进,改写着人类与机器的互动边界。这一年,我们见证了具身智能技术的突破与变革,它不仅落地各行各业,带来新的机遇,更在深刻影响着我们的生活方式和思维方式。随着相关技术的飞速发展,具身智能不再仅仅是一个技术概念,更像是一把神奇的钥匙。身后的众多行业,无论愿意与否,都像是被卷入一场伟大变革浪潮中的船只,注定要被这股汹涌的力量重塑航向。01为什么是具身智能?为什么在中国?最近,中国具身智能行业的进
    艾迈斯欧司朗 2025-02-28 15:45 226浏览
  • 1,微软下载免费Visual Studio Code2,安装C/C++插件,如果无法直接点击下载, 可以选择手动install from VSIX:ms-vscode.cpptools-1.23.6@win32-x64.vsix3,安装C/C++编译器MniGW (MinGW在 Windows 环境下提供类似于 Unix/Linux 环境下的开发工具,使开发者能够轻松地在 Windows 上编写和编译 C、C++ 等程序.)4,C/C++插件扩展设置中添加Include Path 5,
    黎查 2025-02-28 14:39 146浏览
  • 在物联网领域中,无线射频技术作为设备间通信的核心手段,已深度渗透工业自动化、智慧城市及智能家居等多元场景。然而,随着物联网设备接入规模的不断扩大,如何降低运维成本,提升通信数据的传输速度和响应时间,实现更广泛、更稳定的覆盖已成为当前亟待解决的系统性难题。SoC无线收发模块-RFM25A12在此背景下,华普微创新推出了一款高性能、远距离与高性价比的Sub-GHz无线SoC收发模块RFM25A12,旨在提升射频性能以满足行业中日益增长与复杂的设备互联需求。值得一提的是,RFM25A12还支持Wi-S
    华普微HOPERF 2025-02-28 09:06 156浏览
  • 美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?‌美国加州CEC能效认证与美国DOE能效认证在多个方面存在显著差异‌。认证范围和适用地区‌CEC能效认证‌:仅适用于在加利福尼亚州销售的电器产品。CEC认证的范围包括制冷设备、房间空调、中央空调、便携式空调、加热器、热水器、游泳池加热器、卫浴配件、光源、应急灯具、交通信号模块、灯具、洗碗机、洗衣机、干衣机、烹饪器具、电机和压缩机、变压器、外置电源、消费类电子设备
    张工nx808593 2025-02-27 18:04 120浏览
  • 振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的精密仪器,广泛应用于科研、工业检测等领域。然而,其测量准确度会受到多种因素的影响,下面我们将逐一分析这些因素。一、温度因素温度是影响振动样品磁强计测量准确度的重要因素之一。随着温度的变化,材料的磁性也会发生变化,从而影响测量结果的准确性。因此,在进行磁性测量时,应确保恒温环境,以减少温度波动对测量结果的影响。二、样品制备样品的制备过程同样会影响振动样品磁强计的测量准确度。样品的形状、尺寸和表面处理等因素都会对测量结果产生影响。为了确保测量准确度,应严格按照规
    锦正茂科技 2025-02-28 14:05 148浏览
  •           近日受某专业机构邀请,参加了官方举办的《广东省科技创新条例》宣讲会。在与会之前,作为一名技术工作者一直认为技术的法例都是保密和侵权方面的,而潜意识中感觉法律有束缚创新工作的进行可能。通过一个上午学习新法,对广东省的科技创新有了新的认识。广东是改革的前沿阵地,是科技创新的沃土,企业是创新的主要个体。《广东省科技创新条例》是广东省为促进科技创新、推动高质量发展而制定的地方性法规,主要内容包括: 总则:明确立法目
    广州铁金刚 2025-02-28 10:14 107浏览
  • Matter 协议,原名 CHIP(Connected Home over IP),是由苹果、谷歌、亚马逊和三星等科技巨头联合ZigBee联盟(现连接标准联盟CSA)共同推出的一套基于IP协议的智能家居连接标准,旨在打破智能家居设备之间的 “语言障碍”,实现真正的互联互通。然而,目标与现实之间总有落差,前期阶段的Matter 协议由于设备支持类型有限、设备生态协同滞后以及设备通信协议割裂等原因,并未能彻底消除智能家居中的“设备孤岛”现象,但随着2025年的到来,这些现象都将得到完美的解决。近期,
    华普微HOPERF 2025-02-27 10:32 227浏览
  • 构建巨量的驾驶场景时,测试ADAS和AD系统面临着巨大挑战,如传统的实验设计(Design of Experiments, DoE)方法难以有效覆盖识别驾驶边缘场景案例,但这些边缘案例恰恰是进一步提升自动驾驶系统性能的关键。一、传统解决方案:静态DoE标准的DoE方案旨在系统性地探索场景的参数空间,从而确保能够实现完全的测试覆盖范围。但在边缘案例,比如暴露在潜在安全风险的场景或是ADAS系统性能极限场景时,DoE方案通常会失效,让我们看一些常见的DoE方案:1、网格搜索法(Grid)实现原理:将
    康谋 2025-02-27 10:00 253浏览
  • 更多生命体征指标风靡的背后都只有一个原因:更多人将健康排在人生第一顺位!“AGEs,也就是晚期糖基化终末产物,英文名Advanced Glycation End-products,是存在于我们体内的一种代谢产物” 艾迈斯欧司朗亚太区健康监测高级市场经理王亚琴说道,“相信业内的朋友都会有关注,最近该指标的热度很高,它可以用来评估人的生活方式是否健康。”据悉,AGEs是可穿戴健康监测领域的一个“萌新”指标,近来备受关注。如果站在学术角度来理解它,那么AGEs是在非酶促条件下,蛋白质、氨基酸
    艾迈斯欧司朗 2025-02-27 14:50 415浏览
  • 应用趋势与客户需求,AI PC的未来展望随着人工智能(AI)技术的日益成熟,AI PC(人工智能个人电脑)逐渐成为消费者和企业工作中的重要工具。这类产品集成了最新的AI处理器,如NPU、CPU和GPU,并具备许多智能化功能,为用户带来更高效且直观的操作体验。AI PC的目标是提升工作和日常生活的效率,通过深度学习与自然语言处理等技术,实现更流畅的多任务处理、实时翻译、语音助手、图像生成等功能,满足现代用户对生产力和娱乐的双重需求。随着各行各业对数字转型需求的增长,AI PC也开始在各个领域中显示
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:08 261浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦