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来自北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种可穿戴的无线传感器，可以监测人的皮肤水化情况，用于需要在脱水造成健康问题之前检测脱水的应用。该设备重量轻、灵活、可拉伸，已经被纳入可以戴在手腕上或作为胸部贴片的原型设备中。
“很难定量测量一个人的水合作用，这与从军事人员到运动员到消防员的每个人都有关，他们在训练或现场时都有与热应激相关的健康问题的风险，”北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程教授约翰·穆特(John Muth)说，他是一篇描述这项工作的论文的共同通讯作者。
“我们已经开发出一种技术，可以实时跟踪一个人的皮肤水分，”北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授、该论文的共同通讯作者朱勇(Yong Zhu)说。“我们的传感器可以用来保护在炎热条件下工作的人的健康，提高运动表现和安全性，并跟踪老年人或患有各种疾病的病人的水合作用。它甚至可以用来判断皮肤保湿霜对化妆品的效果如何。”
该传感器由两个电极组成，电极由含有导电银纳米线的弹性聚合物复合材料制成。这些电极监测皮肤的电特性。因为皮肤的电特性会根据个人的水合程度以一种可预测的方式变化，所以电极的读数可以告诉皮肤的水合程度。
在使用定制的人造皮肤进行的实验室测试中，研究人员发现可穿戴传感器的性能不受环境湿度的影响。这种可穿戴式传感器的精度与大型、昂贵的市售水合监测仪一样，后者的工作原理类似，但采用了刚性的棒状探头。
研究人员还将传感器集成到两个不同的可穿戴系统中:一个是手表，一个是可以戴在胸前的贴片。手表和贴片都可以将传感器数据无线传输到一个可以在笔记本电脑、平板电脑或智能手机上运行的程序。这意味着数据可以由用户或指定的第三方监控，例如医院环境中的医生或军事环境中的军官。
更重要的是，传感器相对便宜。
这篇论文的主要作者、北卡罗来纳州立大学的博士生姚珊珊(Shanshan Yao)说:“我们测试系统使用的商用监控器价格超过了8000美元。”“我们的传感器成本约为1美元，我们开发的可穿戴系统的整体制造成本不会超过Fitbit等普通可穿戴设备。”
这张纸。”含保形纳米线电极的可穿戴水合监测仪发表在该杂志上先进医疗材料．这篇论文是由北卡罗来纳州立大学的博士生阿曼达·迈尔斯和阿比谢克·马尔霍特拉共同撰写的;前北卡罗来纳州立大学研究生林飞燕;以及北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程副教授Alper Bozkurt。
这项工作由美国国家科学基金会通过ASSIST工程研究中心支持，该中心位于北卡罗来纳州，资助号为EEC-1160483。
希普曼-
编者须知:研究摘要如下。
含保形纳米线电极的可穿戴水合监测仪
作者:姚珊珊，Amanda Myers, Abhishek Malhotra，林飞燕，Alper Bozkurt, John F. Muth和朱勇，北卡罗来纳州立大学
发表: 1月27日先进医疗材料
DOI: 10.1002 / adhm.201601159
文摘:介绍了一种基于皮肤阻抗测量的电容式可穿戴皮肤水合传感器。电容器由聚二甲基硅氧烷(PDMS)基质中的银纳米线(AgNWs)制成的两个互指或平行电极组成。AgNW/PDMS电极的灵活性和可拉伸性允许与皮肤的保形接触。水合传感器对外部湿度变化不敏感，并在广泛的水合范围内针对人工皮肤上的商用皮肤水合系统进行校准。水合传感器被包装成一个灵活的腕带，连同一个网络分析仪芯片，一个纽扣电池和一个超低功耗的蓝牙微处理器。此外，还开发了一种由应变传感器、三个心电图电极和皮肤水合传感器组成的胸部贴片，用于多模态传感。可穿戴腕带和胸部贴片可用于低成本、无线和连续的皮肤水分和其他健康参数传感。
