由導電水凝膠制成的柔性表皮傳感器在個性化醫(yī)療保健、多功能電子皮膚和人機界面方面具有巨大的潛力。然而，如何同時實現(xiàn)具有可靠自愈能力和卓越傳感性能的基于導電水凝膠的表皮傳感器在可穿戴人機交互以及加速傷口的高性能醫(yī)療（尤其是電生理信號）傳感方面仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。一起醫(yī)治以后的醫(yī)治。在此，一種靈活的可愈合高性能表皮傳感器由易于制備的抗菌 MXene 水凝膠組裝而成，可有效加速傷口愈合，實現(xiàn)靈敏的可穿戴人機交互。所制備的水凝膠具有增強的機械性能、出色的自愈能力、可靠的可注射性、易降解性、優(yōu)異的生物相容性和強大的抗菌能力，能夠組裝成多功能表皮傳感器，用于靈敏監(jiān)測人體運動進行康復訓練，檢測用于診斷心血管和肌肉相關(guān)疾病的微小電生理信號，并可用于可穿戴式人機交互。此外，水凝膠可用于治療傷口感染，可有效加速傷口愈合。因此，它揭示了制備具有多功能集成個人健康診斷和智能醫(yī)療的柔性可愈合表皮傳感器，用于可穿戴人機交互和下一代人造皮膚。
Figure 1. a）手風琴狀Ti3C2Tx的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。b) MXene納米片的SEM圖像。c) MXene納米片的透射電子顯微鏡(TEM)圖像。d) 苯基硼酸接枝海藻酸鈉(Alg-PBA)和瓜爾豆膠(GG)的分子結(jié)構(gòu)。e) MXene水凝膠的光學圖像。f) 冷凍干燥的MXene水凝膠的SEM圖像。
Figure 2. a) 包含可修復 MXene 水凝膠和綠色 LED 指示燈的串聯(lián)電路：i) 完全分叉和 ii) 電路的相應示意圖。iii) 自愈式和 iv) 相應的電路原理圖。b) MXene 水凝膠的可注射特性：MXene 水凝膠可以很好地擠出來寫 i) “Harvard”和 ii) “MIT”。
Figure 3. 由 MXene 水凝膠組裝而成的表皮傳感器，用于人體運動檢測。傳感器記錄的 a) 手腕彎曲、b) 手指彎曲、c) 吞咽和 d) 脈搏的傳感響應。插圖：安裝在手腕、手指、喉嚨和手腕橈動脈上的傳感器的照片。
Figure 4. 由 MXene 水凝膠組裝而成的表皮傳感器，用于電生理信號檢測。a）心電圖檢測設(shè)置示意圖。b) 心電圖信號。c) EMG 檢測裝置示意圖。d) MXene 水凝膠電極和沒有 AgNPs/MXene 的商用水凝膠電極檢測到的 EMG 信號 i) 原始，ii) 右手握拳后)。e) i-iii) 在握住彈性球時監(jiān)測前臂上的 EMG 信號。iv) EMG 信號，同時以不同的握力握住球。v) EMG 信號幅度隨夾持力的增加而變化。
Figure 5. a) 柔性表皮傳感器附著在機械手的手指上，當志愿者佩戴無線體感手套進行感應時，由志愿者的手進行無線控制 b) 手指彎曲以展示“是”的手勢和 c) 顯示機器人的抓握。
相關(guān)研究工作由北京化工大學Pengbo Wan課題組于2022年在線發(fā)表于《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊上，原文：Flexible Accelerated-Wound-Healing Antibacterial MXene-Based Epidermic Sensor for Intelligent Wearable Human-Machine Interaction。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
