一个基于激光诱导石墨烯的节能灵活多模式无线汗水传感系统
Jiuqing Feng1, Yizhou Jiang1, Kai Wang1
1School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 11, 2023
概括
这项研究引入了运动员的可穿戴汗液传感器系统,增强了对乳酸和葡萄糖等关键生物标志物的实时监测. 新型传感器设计为个性化健身跟踪提供了更好的灵敏度.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
- 运动科学 运动科学 运动科学
背景情况:
- 实时汗水监测对于运动员来说至关重要,以评估身体状况,运动强度和训练结果.
- 当前的可穿戴体育监控系统通常使用敏感度有限的酶传感器.
- 开发了一种多模式系统,其中包括无线传感器补丁,数据中继和主机控制器.
研究的目的:
- 为运动员开发一种高度灵敏,可大规模生产的汗水感应系统.
- 为了提高基于酶的汗水传感器的灵敏度.
- 为了实时监测乳酸,葡萄糖, (K+) 和 (Na+) 度.
主要方法:
- 使用补丁-继电器-主机拓学的多模式汗水传感系统的开发.
- 集成近场通信 (NFC) 和蓝牙低能耗 (BLE) 用于数据传输.
- 使用激光诱导石墨烯 (LIG) 传感器装饰单壁碳纳米管 (SWCNT) 以提高灵敏度.
- 实施一个双酶感应优化策略.
主要成果:
- 开发的LIG阵列传感器的制造速度快 (<1分钟) 和成本效益低 (约0.11元).
- 在体外试验表明高灵敏度:乳酸0.53μA/mM,葡萄糖3.9μA/mM,K+32.5mV/十年,Na+33.2mV/十年.
- 活体出汗分析证实了该系统对个人的身体健康状况进行表征的能力.
结论:
- 基于SWCNT/LIG的高灵敏度乳酸酶传感器满足了可穿戴体育监控的需求.
- 开发的多模式系统为实时运动员生理监测提供了可行的解决方案.
- 具有成本效益和快速的制造工艺使得传感器适合大规模生产.
