密苏里大学的工程师已证明，使用铅笔和纸在皮肤上绘制生物电子就可以用来监测个人健康…
密苏里大学工程师的报告指出，可以使用铅笔和纸在皮肤上绘制生物电子设备来监测个人健康。研究表示，工程师采用了低成本的方法来开发皮肤生物医学电子设备。
这样研究描述了使用日常铅笔和纸作为工具来制造具有成本效益的一次性皮肤电子设备，而非通常透过在软性聚合物基板上构图传统的无机材料、新型有机材料或奈米材料，所开发制造的皮肤电子产品，这些材料可能既昂贵又复杂。项研究描述使用日常铅笔和纸作为工具来创建具有成本效益的一次性皮肤电子设备，这些设备包括用于热刺激器的生物物理传感器和汗液生化传感器、湿度能量收集器和经皮输药系统(transdermal drug-delivery systems，TDDS)。
研究人员还演示了基于铅笔纸的天线、2D和3D电路，以及可重新配置的结构。
“许多现有的商业皮肤生物医学设备通常包含两个主要组件——生物医学追踪组件和周围的软性材料(例如塑料)——以为该原件提供支撑结构，以保持与人体的皮肤上连接。”工学院助理教授Zheng Yan在一份声明中说。
“用于开发皮肤生物医学电子设备的常规方法通常很复杂，而且生产成本通常很高。”他补充，“相反，我们的方法是低成本且非常简单，可以使用广泛使用的铅笔和纸来制造类似的设备。”
研究表示，铅笔绘制的石墨图案被用作导电迹线和感应电极，而办公室影印纸被用作基材。研究人员发现，含有90%以上石墨的铅笔能够传导大量能量。
凭借石墨含量93%的铅笔，他们能够创建在商业办公影印纸上绘制的各种皮肤生物电子设备。研究发现，这些设备可以对一系列重要的生物物理和生化讯号(包括皮肤温度)进行实时、连续和高保真监测，包括皮肤温度、心电图、肌电图、alpha、beta和theta节奏、瞬间心率、呼吸频率，以及汗液的pH值、尿酸和葡萄糖，并提供程编程的热刺激。研究人员还发现，所记录的讯号与传统方法所测量的讯号具有可比较性。
研究人员认为，可在纸上使用生物兼容性喷雾式胶着剂，以帮助其更好地黏在皮肤上。下一步是进一步开发和测试生物医学组件的使用，包括电生理、温度和生化传感器。
研究人员发现，在Covid-19大流行期间，该技术在横跨家庭、个性化的医疗保健、教育和远距科学研究中获得广泛的应用。这些应用范围包括从绘制生物医学设备到监测人的睡眠质量，再到在家进行研究。
这项名为“Pencil-paper on-skin electronics”的研究发表在《美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)》上。研究经费由密苏里大学的启动基金提供，并获得美国国家科学基金会(National Science Foundation)、空军科学研究所(Air Force Office of Scientific Research)和美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的资助。
(参考原文：Monitor your health by drawing bioelectronics on your skin，by Gina Roos，EDN Taiwan Anthea Chuang编译)
责编：Yvonne Geng
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