針刺不是你的事嗎?加州大學(xué)伯克利分校的一組科學(xué)家正在開發(fā)可穿戴的皮膚傳感器，該傳感器可以檢測(cè)出汗液中的物質(zhì)。他們希望有一天，監(jiān)測(cè)出汗可以繞開對(duì)諸如抽血之類的更具侵入性的程序的需求，并提供有關(guān)脫水或疲勞等健康問題的實(shí)時(shí)更新。

在 一紙出現(xiàn)在科學(xué)進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)描述了一種新的傳感器的設(shè)計(jì)，可以使用“卷到卷”處理技術(shù)，該技術(shù)基本上打印傳感器上的塑料等上的報(bào)紙字的片材被快速制造。

他們使用傳感器來監(jiān)測(cè)出汗的速率以及出汗的電解質(zhì)和代謝物，這些志愿者來自運(yùn)動(dòng)中的志愿者以及其他經(jīng)歷過化學(xué)誘導(dǎo)的出汗的人。

“該項(xiàng)目的目標(biāo)不僅是制造傳感器，而且開始進(jìn)行許多主題研究，看看汗水告訴我們的是什么-我總是說'解碼'汗水成分，”該學(xué)院電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授阿里·賈維(Ali Javey)說。加州大學(xué)伯克利分校和該論文的資深作者。

“為此，我們需要可靠，可復(fù)制的傳感器，并且我們可以按比例制造，以便可以將多個(gè)傳感器放置在人體的不同部位，并將它們放在許多學(xué)科上，” Javey說道，他還擔(dān)任過教師在勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室。

新的傳感器包含一個(gè)螺旋形的微管或微流控管，可從皮膚上排汗。通過跟蹤汗水在微流體中移動(dòng)的速度，傳感器可以報(bào)告一個(gè)人出汗的程度或出汗率。

傳感器可以使用卷對(duì)卷處理技術(shù)快速制造，該技術(shù)將傳感器打印到塑料板上。VTT Antti Veijola的插圖

微流體還配備了化學(xué)傳感器，可以檢測(cè)電解質(zhì)的濃度，例如鉀和鈉，以及代謝產(chǎn)物，例如葡萄糖。

Javey和他的團(tuán)隊(duì)與芬蘭VTT技術(shù)研究中心的研究人員一起開發(fā)了一種方法，該方法可以通過類似于絲網(wǎng)印刷的卷對(duì)卷處理技術(shù)快速制造傳感器貼片。

VTT的Jussi Hiltunen表示：“卷對(duì)卷處理可實(shí)現(xiàn)以低成本大量生產(chǎn)一次性貼片。” “當(dāng)測(cè)試設(shè)備的數(shù)量不限制研究時(shí)，學(xué)術(shù)團(tuán)體會(huì)從滾動(dòng)式技術(shù)中獲得巨大收益。此外，規(guī)?；圃熳C明了在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用汗感概念的潛力。”

為了更好地了解汗水對(duì)人體的實(shí)時(shí)健康狀況的影響，研究人員首先將汗水傳感器放置在志愿者身體的不同部位(包括前額，前臂，腋下和上背部)，并測(cè)量他們的汗水速率和他們騎健身車時(shí)汗液中的鈉和鉀含量。

他們發(fā)現(xiàn)，局部出汗率可能表明身體在運(yùn)動(dòng)過程中的總體失水量，這意味著追蹤出汗率可能是一種在運(yùn)動(dòng)員過度用力時(shí)抬起頭來的方法。

加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究生Hnin Yin Yin Nyein說：“傳統(tǒng)上，人們要做的是在一定時(shí)間內(nèi)從體內(nèi)收集汗液，然后對(duì)其進(jìn)行分析。”紙。“因此，在高分辨率的情況下，您無法真正很好地看到動(dòng)態(tài)變化?，F(xiàn)在，使用這些可穿戴設(shè)備，我們可以不斷地從身體的不同部位收集數(shù)據(jù)，例如，了解局部汗液流失如何估算出全身的體液流失。”

他們還使用傳感器比較了健康和糖尿病患者的汗液葡萄糖水平和血糖水平，發(fā)現(xiàn)單次汗液葡萄糖測(cè)量不一定能指示一個(gè)人的血糖水平。

Mallika說：“人們非常希望無創(chuàng)汗液測(cè)試能夠代替基于血液的測(cè)量方法來診斷和監(jiān)測(cè)糖尿病，但我們已經(jīng)證明，汗液和血糖水平之間沒有簡單的普遍相關(guān)性。” Bariya是加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究生，另一位主要論文作者。“這對(duì)于社區(qū)了解非常重要，因此，今后我們將專注于調(diào)查個(gè)性化或多參數(shù)的相關(guān)性。”