低価格の防水センサーが、新たな健康モニタリングの可能性を生み出すかもしれない(Low-cost, waterproof sensors may create new health-monitoring possibilities)

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2023-05-16 ペンシルベニア州立大学(PennState)

◆ペンシルバニア州立大学の研究チームが、手軽で手頃な価格の防水かつ身に着けられるセンサーを開発しました。このペンシル・オン・ペーパー・センサーは、ガス分子、温度、電気生理学的信号など、複数のバイタルサインを監視することができます。これにより、個別の健康状態だけでなく、大規模な公衆衛生にも応用が期待されます。
◆センサーは低コストな製造方法で作られ、ペンシルの材料を使用しています。撥水性のシリカコーティングを施し、伸縮性も備えているため、肌に装着することが可能です。将来的な展望としては、個人の健康情報を集め、地理的な位置や異なる人口集団における基準を確立することが目指されています。この研究は、米国国立衛生研究所や国立科学財団、中国国家自然科学財団などの支援を受けています。

<関連情報>

超撥水性、伸縮性のある切り紙ペンシルオンペーパー型多機能デバイスプラットフォーム。 Superhydrophobic, stretchable kirigami pencil-on-paper multifunctional device platform

Ye Xue, Zihan Wang, Ankan Dutta, Xue Chen, Peng Gao, Runze Li, Jiayi Yan, Guangyu Niu, Ya Wang, Shuaijie Du, Huanyu Cheng, Li Yang
Chemical Engineering Journal  Available online: 3 April 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142774

Abstract

Wearable electronics with applications in healthcare, human–machine interfaces, and robotics often explore complex manufacturing procedures and are not disposable. Although the use of conductive pencil patterns on cellulose paper provides inexpensive, disposable sensors, they have limited stretchability and are easily affected by variations in the ambient environment. This work presents the combination of pencil-on-paper with the hydrophobic fumed SiO2 (Hf-SiO2) coating and stretchable kirigami structures from laser cutting to prepare a superhydrophobic, stretchable pencil-on-paper multifunctional sensing platform. The resulting sensor exhibits a large response to NO2 gas at elevated temperature from self-heating, which is minimally affected by the variations in the ambient temperature and relative humidity, as well as mechanical deformations such as bending and stretching states. The integrated temperature sensor and electrodes with the sensing platform can accurately detect temperature and electrophysiological signals to alert for adverse thermal effects and cardiopulmonary diseases. The thermal therapy and electrical stimulation provided by the platform can also deliver effective means to battle against inflammation/infection and treat chronic wounds. The superhydrophobic pencil-on-paper multifunctional device platform provides a low-cost, disposable solution to disease diagnostic confirmation and early treatment for personal and population health.

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医療・健康
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