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北京化工大学Pengbo Wan课题组--基于MXene的柔性加速伤口愈合抗菌表皮传感器,用于智能可穿戴人机交互
        由导电水凝胶制成的柔性表皮传感器在个性化医疗保健、多功能电子皮肤和人机界面方面具有巨大的潜力。然而,如何同时实现具有可靠自愈能力和卓越传感性能的基于导电水凝胶的表皮传感器在可穿戴人机交互以及加速伤口的高性能医疗(尤其是电生理信号)传感方面仍然是一个巨大的挑战。一起医治以后的医治。在此,一种灵活的可愈合高性能表皮传感器由易于制备的抗菌 MXene 水凝胶组装而成,可有效加速伤口愈合,实现灵敏的可穿戴人机交互。所制备的水凝胶具有增强的机械性能、出色的自愈能力、可靠的可注射性、易降解性、优异的生物相容性和强大的抗菌能力,能够组装成多功能表皮传感器,用于灵敏监测人体运动进行康复训练,检测用于诊断心血管和肌肉相关疾病的微小电生理信号,并可用于可穿戴式人机交互。此外,水凝胶可用于治疗伤口感染,可有效加速伤口愈合。因此,它揭示了制备具有多功能集成个人健康诊断和智能医疗的柔性可愈合表皮传感器,用于可穿戴人机交互和下一代人造皮肤。 
 
Figure 1. a)手风琴状Ti3C2Tx的扫描电子显微镜(SEM)图像。b) MXene纳米片的SEM图像。c) MXene纳米片的透射电子显微镜(TEM)图像。d) 苯基硼酸接枝海藻酸钠(Alg-PBA)和瓜尔豆胶(GG)的分子结构。e) MXene水凝胶的光学图像。f) 冷冻干燥的MXene水凝胶的SEM图像。 
 
Figure 2. a) 包含可修复 MXene 水凝胶和绿色 LED 指示灯的串联电路:i) 完全分叉和 ii) 电路的相应示意图。iii) 自愈式和 iv) 相应的电路原理图。b) MXene 水凝胶的可注射特性:MXene 水凝胶可以很好地挤出来写 i) “Harvard”和 ii) “MIT”。 
 
Figure 3. 由 MXene 水凝胶组装而成的表皮传感器,用于人体运动检测。传感器记录的 a) 手腕弯曲、b) 手指弯曲、c) 吞咽和 d) 脉搏的传感响应。插图:安装在手腕、手指、喉咙和手腕桡动脉上的传感器的照片。
   Figure 4. 由 MXene 水凝胶组装而成的表皮传感器,用于电生理信号检测。a)心电图检测设置示意图。b) 心电图信号。c) EMG 检测装置示意图。d) MXene 水凝胶电极和没有 AgNPs/MXene 的商用水凝胶电极检测到的 EMG 信号 i) 原始,ii) 右手握拳后)。e) i-iii) 在握住弹性球时监测前臂上的 EMG 信号。iv) EMG 信号,同时以不同的握力握住球。v) EMG 信号幅度随夹持力的增加而变化。 
 
Figure 5. a) 柔性表皮传感器附着在机械手的手指上,当志愿者佩戴无线体感手套进行感应时,由志愿者的手进行无线控制 b) 手指弯曲以展示“是”的手势和 c) 显示机器人的抓握。
 
       相关研究工作由北京化工大学Pengbo Wan课题组于2022年在线发表于《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊上,原文:Flexible Accelerated-Wound-Healing Antibacterial MXene-Based Epidermic Sensor for Intelligent Wearable Human-Machine Interaction。

转自《石墨烯研究》公众号
 
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