防水传感器提高温度和运动灵敏度，耐磨性

可穿戴防水传感器是健康监测和人工智能训练的重要工具，它可以防水，也可以测量多种刺激，但在保持测量精度的同时结合这些因素是很困难的。宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学助理教授程环宇(Huanyu“Larry”Cheng)共同领导的研究人员创造出了防水传感器，这是运动监测、排汗和各种天气条件下的重要特性:可以在大小尺度上测量温度和运动;并且可以附着在远端动脉上，比如那些位于眉毛下面或脚趾上的动脉。

调查结果已在网上公布化学工程杂志在该杂志9月份的印刷版上发表之前。

Cheng说:“这项技术有三个方面是新颖的:水下应用、检测超微小振动、细微运动和温度变化的能力，以及传感器位置的多种选择，比如眉毛或脚趾。”

Cheng表示，在与医生讨论了他们的需求后，他的团队开发了一个目标，即在手腕以外的其他位置测量生物特征，而传统上传感器是在手腕上应用的。

他说:“医生告诉我们，在一个人失去肢体或手腕严重受伤的情况下，他们需要另一种方法来测量血氧和血压。”“能够在其他位置安装传感器不仅对这些情况下的患者有帮助，而且对从事特定活动的人也有帮助。”例如，如果我们想要监测建筑工人的指标，将传感器连接到远端动脉而不是手腕上，可能会更实用，并为我们提供更准确的读数。”

新的传感器也检测和测量快速细微或大的运动和温度具有高灵敏度和精度。

他说:“把所有这些结合起来，我们就有了一个高度精确的传感器，具有高探测范围，最重要的是，它是防水的，这使它与其他传感器区别开来。”“这里的生产方法也更简单，成本更低，因此有大规模生产的潜力。”

Cheng说，制造新型传感器的关键在于材料的结合，特别是导电纳米材料与温度响应水凝胶的结合。

“虽然使用含碳材料的多孔石墨烯泡沫对于双传感性质和可扩展性很重要，但多孔石墨烯泡沫本身是亲水的，”程说，并解释说石墨烯很容易与水结合，以一种不希望的方式改变其分子结构。“我们使用了这种石墨烯形式的复合材料，以及硅基复合材料，创造了疏水性，同时仍然保留了石墨烯在感知温度方面的优势，例如。”

Cheng说，接下来的步骤包括将新的传感器应用于临床环境，如阿片类药物过量监测、职业和语言治疗等。另一个未来的应用可能是使用具有解耦传感机制的多模态传感器——这意味着不同的变量可以独立测量，而不是相互结合——以改善人机交互和协作。

CFE媒体与技术副主编摩根·格林编辑mgreen@cfemedia.com．

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