新しいスマートセンサーで傷のモニタリングを簡易化(New smart sensor takes the pain out of wound monitoring)

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2025-02-05 ペンシルベニア州立大学(PennState)

ペンシルベニア州立大学と中国の河北工業大学の研究チームは、レーザー誘起グラフェン(LIG)を用いた新しい柔軟なセンサーを開発しました。このセンサーは、温度と物理的なひずみを同時かつ独立して高精度に測定でき、創傷の炎症や回復状況をより正確にモニタリングすることが可能です。LIGは、特定の炭素豊富な材料の表面をレーザーで加熱することでグラフェン構造に変換する技術で、これによりセンサーは自己発電能力を持ち、外部電源なしで動作します。この技術により、医療現場での創傷管理がより効率的かつ痛みの少ないものになると期待されています。

<関連情報>

熱電多孔質レーザー誘起グラフェンベースの歪み温度分離と自己発電センシング Thermoelectric porous laser-induced graphene-based strain-temperature decoupling and self-powered sensing

Li Yang,Xue Chen,Ankan Dutta,Hui Zhang,Zihan Wang,Mingyang Xin,Shuaijie Du,Guizhi Xu & Huanyu Cheng
Nature Communications  Published:17 January 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-55790-x

新しいスマートセンサーで傷のモニタリングを簡易化(New smart sensor takes the pain out of wound monitoring)

Abstract

Despite rapid developments of wearable self-powered sensors, it is still elusive to decouple the simultaneously applied multiple input signals. Herein, we report the design and demonstration of stretchable thermoelectric porous graphene foam-based materials via facile laser scribing for self-powered decoupled strain and temperature sensing. The resulting sensor can accurately detect temperature with a resolution of 0.5°C and strain with a gauge factor of 1401.5. The design of the nanocomposites also explores the synergistic effect between the porous graphene and thermoelectric components to greatly enhance the Seebeck coefficient by almost four times (from 9.703 to 37.33 μV/°C). Combined with the stretchability of 45%, the self-powered sensor platform allows for early fire detection in remote settings and accurate and decoupled monitoring of temperature and strain during the wound healing process in situ. The design concepts from this study could also be leveraged to prepare multimodal sensors with decoupled sensing capability for accurate multi-parameter detection towards health monitoring.

医療・健康
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