创新背景
健身追踪器和智能手表正逐渐成为人们生活中一种必不可少的设备,可帮助人们跟踪心率、呼吸频率、睡眠状况等健康参数。然而,到目前为止,一直缺乏合适的导电线,这也是为什么无缝集成到衣服中的可穿戴传感器还没有广泛使用。
创新过程
帝国理工大学的研究人员设计了一种低成本的新型传感器,可以嵌入进T恤和口罩中监测呼吸、心率和氨气。这项研究于2022年9月6日发表在《今日材料》杂志上。
这种传感器由一种名为PECOTEX的新型棉基导电线纺成,制造成本很低。只需0.15美元就能生产一米的线,将十多个传感器无缝集成到服装中,而且PECOTEX与行业标准的计算机绣花机兼容。
研究人员将传感器绣在口罩上监测呼吸,绣在t恤上监测心脏活动,绣在纺织品上监测氨气等气体,氨气是呼吸中的一种成分,可用于检测肝肾功能。开发氨气传感器是为了测试气体传感器是否也可以用刺绣制造。
无缝的传感器
PECOTEX材料是由帝国理工学院的研究人员开发并纺成传感器的,该材料可机洗,不易破碎,比市售的银基导电线更具导电性,这意味着可以添加更多层来创建复杂类型的传感器。
研究人员将这些传感器与市面上的银基导电线进行了对比测试,并将其绣在衣服上。
在刺绣过程中,PECOTEX更可靠,更不容易断裂,可以在彼此之间绣更多层,且显示出比银基线更低的电阻,这也意味着它们的导电性能更好。
刺绣传感器保留了织物的固有特性,如耐穿性、透气性和触感。它们也可以在30°C的温度下机洗。
接下来,研究人员还将探索新的应用领域,如个性化医疗的能量储存、能量收集和生化传感,以及寻找商业化合作伙伴。
创新关键点
该研究利用一种棉基导电线纺成新型低成本传感器,并将其缝制到口罩中监测使用者呼吸,缝制到T恤上监测使用者心跳活动。该研究使得这种传感器可以大规模生产,它们已经可以无缝集成,甚至可能帮助诊断和监测未来的疾病治疗,同时也开创了新一代服装可穿戴设备。
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