韩国光云大学：受蝴蝶启发！多孔碳-MXene复合材料的表皮贴片

成果简介

尽管在开发符合表皮的可穿戴和灵活的监测系统方面取得了实质性进展，但大多数设计都侧重于诸如心电图 (ECG) 结果、呼吸频率或代谢物等生理体征，而忽略了在体测试期间汗液中pH和温度的动态波动。本文，韩国光云大学Jae Yeong Park等研究人员在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“A Nanoporous Carbon-MXene Heterostructured Nanocomposite-Based Epidermal Patch for Real-Time Biopotentials and Sweat Glucose Monitoring”的论文，研究介绍了一种先进的受蝴蝶启发的混合表皮生物传感 (bi-HEB) 贴片，该贴片与定制开发的小型化监测系统连接。

该贴片包含一种新型的纳米多孔碳和MXene (NPC@MXene)转换层，用于灵敏、持久地检测汗液中的生物标志物。bi-HEB贴片由一个葡萄糖生物传感器和一个用于精确量化葡萄糖的 pH 和温度传感器以及两个生物电势电极组成，允许实时记录电生理 (EP) 信号。

基于NPC@MXene的葡萄糖生物传感器在生理水平 (0.003-1.5 mm) 内表现出 100.85 µA mm-1 cm-2 的出色灵敏度，并且通过采用校正方法校准了在体汗液监测期间的 pH 和温度变化。同时，EP电极表现出与传统 Ag/AgCl 电极相似的皮肤电极接触阻抗和生物电势信号。最后，利用bi-HEB贴片集成可穿戴系统，准确监测参与室内体育活动的人体汗液葡萄糖和心电图。

图文导读

图1、制备的高度灵活的双-HEB贴片的示意图设计和逐层说明

图2、合成纳米材料的物理形态和化学相互作用。

图3、温度传感器的机电特性和bi -HEB贴片的实时人体电生理信号评估。

图4、使用集成多模式监测系统对人体汗液进行实时分析

小结

最后，作为便携式智能医疗监护设备，bi -HEB 贴片与小型PCB成功配对，以评估个体的葡萄糖和心电图。

文献：

https://doi.org/10.1002/adfm.202208344