在生物体内用双填充剂纳米复合材料进行血压传感
Chandrabhan Kushwah1, Martin Riesenhuber2, Søren Asmul3
1Department of Physics, University of Bath, Bath BA2 7AY, United Kingdom.
Biomaterials advances
|May 30, 2024
概括
这项研究稳定了导电性弹性体传感器,以改善体内压力监测. 通过添加二氧化纳米球,传感器显示了增强的耐用性和准确的血压读数.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 导电性弹性体由于其符合性和生物相容性,对体内压力传感有希望.
- 现有的纳米复合材料遭受电力漂移和压力循环后恢复不良,限制传感器可靠性.
- 稳定导电网络对于可重现的传感器性能和校准至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的方法来稳定基于弹性体的纳米复合材料中的导电透网络.
- 为了提高压力复原和减少压力传感器中的电漂移.
- 为了证明这种方法在体内血压传感器中的有效性.
主要方法:
- 在聚二甲基 (PDMS) 矩阵内使用高度定向的 pyrolytic 石墨 (HOPG) 和绝缘性二氧化 (SiO2) 纳米圈制造双填料复合材料.
- 系统地改变SiO2纳米圈大小和填充分数以优化导电网络.
- 在重复的应力循环下,压力复原性,电漂移和粘弹性恢复的特征.
- 在体外测试稳定复合材料作为血压传感器.
主要成果:
- 插入SiO2纳米球有效地将HOPG透网络与PDMS矩阵放松脱.
- 在相同SiO2和HOPG纳米粒子直径 (≈400nm) 和特定体积分数 (1%SiO2,29.5%HOPG) 的情况下实现最佳性能.
- 几乎完全恢复了压力阻力,并显著减少了电力漂移.
- 稳定复合材料在体内血压传感器中成功实现.
结论:
- 提出的方法有效地稳定导电性弹性体纳米复合材料,防止电漂移和不完全恢复.
- 这种方法提高了传感器的可复制性,并促进了校准,以实现可靠的体外监测.
- 开发的双填充复合材料显示了先进的生物医学传感应用的巨大潜力,特别是用于血压监测.
