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柔性電子皮膚在醫(yī)療領(lǐng)域的重要作用

在人體內(nèi)部組織檢測信號的方式檢查和治療疾病具有重要的意義,但其過程通常需要在醫(yī)院完成。人體表皮檢測信號的方式具有更多的靈活性,甚至允許病人在醫(yī)院以外的地方監(jiān)測生理信息,正逐步改變著人們治療疾病的方式特別是健康監(jiān)測的方式。從人體皮膚連續(xù)采集信號的檢測過程要求人體皮膚盡可能處于不被刺激的狀態(tài)、不被約束的自然情況,減少因人緊張和壓力而帶來的測量誤差??裳诱谷嵝詿o機電子具有柔軟易變形的特點,與人體皮膚模量相當(dāng),可實現(xiàn)與人體皮膚無感貼合,因此也被稱之為電子皮膚 (Epidermal electronics)。下圖圖展示了貼合到皮膚后的超薄、超柔皮膚電子,

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其可承受拉伸和壓縮等變形。多功能的電子皮膚可實現(xiàn)對皮膚表面處的電位、溫度、應(yīng)變等信息進行實時采集并無線傳感,實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測。電子皮膚若要滿足動態(tài)實時監(jiān)測的要求,必須全面考慮與人體皮膚的兼容性問題,因此,電子皮膚應(yīng)該在力學(xué)、物理、化學(xué)等各方面滿足與皮膚類似或可兼容的設(shè)計要求。力學(xué)上需要在拉伸剛度、彎曲剛度、伸長率等指標(biāo)上小于或等于皮膚的相應(yīng)性質(zhì),避免與人體皮膚集成時由于不協(xié)調(diào)帶來額外約束的不舒適感。物理上需要滿足防水透氣性,防水是指防止液體進入器件功能層,造成短路失效;透氣是指使皮膚汗腺分泌的汗液可以正常排出,避免皮膚過敏或浸漬等不良反應(yīng)?;瘜W(xué)上需要各材料,尤其是緊貼皮膚的部分滿足低致敏性。


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