美研發(fā)能印在松緊帶上的傳感器
發(fā)布日期：2013-10-25 瀏覽次數(shù) ：794
美國研究人員研發(fā)出了新的化學(xué)傳感器，并將其直接印刷在內(nèi)衣的松緊帶上，即使按壓、展開傳感器上的電，都不會影響其感應(yīng)能力。研究人員表示，該傳感器可在戰(zhàn)場大展拳腳，廣泛應(yīng)用于可穿戴的設(shè)備中，除了監(jiān)控士兵的生命征象外，還能夠協(xié)助療傷。
“智能內(nèi)衣”的“智能化”主要表現(xiàn)在，被印刷的傳感器能夠嵌入基于邏輯計算的生物計算機系統(tǒng)中，用于監(jiān)控從人的汗水和眼淚中探測到的乳酸鹽、氧氣、去甲腎上腺素、葡萄糖等生物標(biāo)記，并據(jù)此自動診斷士兵的傷勢、病人健康狀況的變化等，根據(jù)這些診斷，生物計算機系統(tǒng)能夠自動釋放出定量的藥物，在救助人員到達之前實施治療。
該研究的、加州大學(xué)圣迭戈分校納米工程系的約瑟夫•王教授表示，選擇普通內(nèi)衣的松緊帶是因為其同人體皮膚的接觸為密切，因此可以直接監(jiān)測汗水。一系列的測試實驗證實，彎曲、拉伸和按壓直接印刷在內(nèi)衣松緊帶上的傳感器，對于其探測過氧化氫和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的能力幾乎沒有什么有害的影響。另外，可以通過針對特定紡織品基座選擇不同的油墨配色和油墨粘度來優(yōu)化傳感器的性能。
2008年，該納米研究組獲得了美國野戰(zhàn)醫(yī)院在線檢測芯片的重大資助。當(dāng)時研究人員對該項目進行的解釋是：乳酸鹽、氧氣、去甲腎上腺素、葡萄糖等可以作為某類傷痛的生物標(biāo)記，它們都是生物輸入信號。包含了很多酶的電將作為傳感器，將生物標(biāo)記轉(zhuǎn)化為電上的另一個酶能夠識別的產(chǎn)品，以進行下一步的邏輯操作。電也將承擔(dān)轉(zhuǎn)換器的角色，產(chǎn)生一系列的0和1，這些0和1能夠揭示出傷痛情況，并且激活智能物質(zhì)、釋放出藥物。
例如，如果一個受傷的士兵將進入休克狀態(tài)，電上的酶將感應(yīng)到乳酸鹽、葡萄糖和去甲腎上腺素等生物標(biāo)記的濃度會增加。相反，酶產(chǎn)生的產(chǎn)品的濃度會改變：比如過氧化氫、NADH的濃度變高；NAD+（細(xì)胞能量代謝所必需的輔酶）的濃度將變低等，這會讓內(nèi)置的邏輯結(jié)構(gòu)輸出信號‘1,0,1,0’，這些信號就表明士兵會休克，系統(tǒng)然后觸發(fā)預(yù)先確定的治療反應(yīng)。
研究人員在新一期的《分析師》雜志上指出，此次新傳感器的研發(fā)成功表明，電可以成為“智能內(nèi)衣”的一部分，而這種設(shè)備將可以應(yīng)用于美國海軍研究所正在研發(fā)的“野戰(zhàn)醫(yī)院單芯片”系統(tǒng)（該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控士兵的受傷狀況并提供藥物治療）中。
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