一种基于液体金属的粘性导体,用于可穿戴和实时电肌图监测,使用机器学习分类
Zixin Lin1, Mingmei Luo1, Jiayi Liang2
1The Key Laboratory of Advanced Interdisciplinary Studies, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, School of Biomedical Engineering, Guangzhou Medical University, Yanjiang Road, Yuexiu District, Guangzhou, Guangdong 510120, P. R. China. ycouyang@gzhmu.edu.cn.
Journal of materials chemistry. B
|February 26, 2025
概括
研究人员开发了一种新的粘性导体,用于可穿戴式肌电图 (EMG) 监测. 这种液体金属聚二甲基 (LM-PDMS) 材料提供了更好的舒适性,精确的皮肤信号检测和可靠的肌肉活动分类.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物电子学 生物电子学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 皮肤电子面临着硬软材料接口的挑战,造成不适和信号错误.
- 现有的解决方案往往缺乏必要的灵活性,粘附性和生物相容性,以有效的长期皮肤监测.
- 精确的电肌图 (EMG) 信号采集对于理解肌肉活动和开发先进的医疗保健应用至关重要.
研究的目的:
- 开发和表征一种新的液体金属聚二甲基 (LM-PDMS) 粘性导体,用于可穿戴式EMG监测.
- 为了提高导体的机械性能,导电性和皮肤粘附性,以提高性能.
- 评估开发材料的生物相容性和信号采集能力,以实现实际应用.
主要方法:
- 使用液体金属油墨,PDMS,银纳米线 (AgNWs) 和甲烯酸 (MUD) 制造LM-PDMS复合导体.
- 使用Triton-X优化PDMS机械性能,以提高灵活性和皮肤粘附度.
- 机械伸展性,皮肤粘附性,生物相容性 (细胞活力) 和EMG信号采集的表征.
主要成果:
- LM-PDMS导体表现出极好的伸展性 (高达300%的应变) 和强大的皮肤粘附性,无需移位.
- 生物相容性测试证实了高细胞活力,表明适合长期磨损.
- 通过先进的处理和机器学习实现了可靠的EMG信号检测,从而实现了准确的肌肉活动分类.
结论:
- 开发的LM-PDMS粘性导体解决了用于可穿戴应用的皮肤电子产品的关键挑战.
- 这种材料为舒适,准确和长期的肌肉活动监测提供了一个有前途的平台.
- 潜在的应用包括个性化医疗保健,康复和先进的人机接口.
