刘楠ACS Nano:一体化生物衍生、透气且汗液稳定的MXene表皮电极用于肌肉诊疗

近年来 , 人们对健康检测、个性化治疗和人机界面的兴趣日益浓厚 , 这推动了可穿戴设备的研究 。 电子皮肤可以与人体紧密连接 , 为监测肌肉和认知功能、眼睛和心脏健康以及假肢控制提供新的机遇 。 并且可穿戴电极材料还可以进行电刺激和电热理疗 , 达到治疗神经系统疾病的效果 。
肌肉疲劳是许多人都有过的一种常见的肌肉疾病 。 它可分为急性疲劳和慢性疲劳 。 其中急性疲劳源于强烈的疲劳感 , 可通过快速、适当的诊断和治疗迅速缓解 , 而慢性疲劳是由疲劳积累引起的 , 持续数月 , 甚至会导致器质性疾病 。 准确定位触发点 , 及时提供恰当的治疗可以有效地阻止疲劳积累 , 缩短恢复时间 。
刘楠ACS Nano:一体化生物衍生、透气且汗液稳定的MXene表皮电极用于肌肉诊疗
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近日 , 北京师范大学化学学院刘楠教授团队开发出一种一体化 , 生物衍生 , 透气且汗液稳定的MXene表皮电极用于肌肉诊疗 。 相关工作以“AnAll-in-One,Bioderived,Air-Permeable,andSweat-StableMXeneEpidermalElectrodeforMuscleTheranostics”为题发表在ACSNano上 。 文章第一作者是在读博士研究生宋德魁 。 该研究得到了北京市农林科学院侯新村研究员植物筛选方面的支持 。 该研究获得了国家自然科学基金委的资助 。
该工作是以紫叶狼尾草为原料 , 通过化学刻蚀制备得到柔性多孔纤维素骨架 。 然后负载MXene导电层 , 并在人工汗液中浸泡交联 , 得到多孔、高导电的MXene电极(图1 , 2) 。 由于草本植物的结构排列和MXene在汗液中的离子交联 , 该电极具有高透气性和各种环境下低且稳定的电极-皮肤界面阻抗(图3) 。 因此 , 该电极可以可靠地采集表皮电生理信号 , 如肌电图(EMG)、心电图(ECG)、眼电图(EOG)和脑电图(EEG)(图4) 。 此外 , 由于其良好的焦耳加热能力 , MBE表现出低压热疗 。 将电刺激、电热治疗和电生理传感器集成为一个系统 , 可实现一体化诊断和治疗 , 为肌肉疲劳的日常穿戴式诊疗提供了一种实用的方式(图5) 。 它还可以通过人机交互进行肌肉康复训练和假肢控制(图6) 。
刘楠ACS Nano:一体化生物衍生、透气且汗液稳定的MXene表皮电极用于肌肉诊疗
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图1MXene电极的制备及应用展示
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图2MXene电极的形貌和化学组成表征
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图3MXene电极的透气性和稳定性表征
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图4MXene电极用于电生理信号检测 。
刘楠ACS Nano:一体化生物衍生、透气且汗液稳定的MXene表皮电极用于肌肉诊疗
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图5MXene电极肌肉诊疗表征
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图6MXene电极阵列用于假肢控制与康复训练 。
SG-2022第九届深圳国际智能服装服饰产业大会
—服装服饰产业的功能化 , 智能化转型升级之路
时间:11月18—19日地点:深圳
一、大会概况
深圳是我国的“时尚之都”、“科技之城” , 聚集了全国高端服装服饰品牌及生产企业 , 深圳时尚产业经历多次转型升级后 , 正在向技术高端化、创意多元化、产品时尚化、品牌国际化方向发展 , SG智能服装大会坚持以“服装与科技的结合”为办会方向 , 聚焦智能服装服饰发展的关键共性问题 , 探讨智能服装服饰产业发展趋势和解决融合之道 , 展示智能服装服饰领域最新成果、前沿技术和最新产品 , 推动行业应用和消费普及 , 搭建智能服装服饰的创新合作平台、国际交流平台和成果展示平台 , 汇聚全球要素资源 , 切实把SG2022智能服装服饰产业大会办成全球智能服装服饰领域规格最高、规模最大、影响力最强的顶级峰会 。