Review：碳基可穿戴柔性电子
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阅读： 2023/2/23 10:05:32
研究背景
随着世界进入物联网和第五代(5G)无线时代，全面的健康监测成为一种新兴趋势。可穿戴柔性电子产品可以实时监测和记录个人的生命迹象和健康状况。我们的身体不断产生高度个性化的电、机械、热和生化信号，这些信号与我们的健康状况、情绪和行动有关。可穿戴传感电子设备(机电传感器、温/湿度传感器、电生理信号检测器、化学传感器和综合传感平台)已经习惯于全面检测与健康有关的物理迹象。多功能柔性电子设备可以及时准确地收集人体活动、体温、皮肤湿度、生理电信号以及受试者日常生活中的体液和呼气的分子分析等必要的综合生物信号。收集的生物识别信息可以支持对各种健康状况的综合分析,为疾病的预防、筛查、诊断和治疗开辟了一条便捷的无创途径。因此，开发柔性可穿戴电子设备对革命性的医疗保健领域极为重要。
研究成果
传统的公共卫生系统存在着医疗服务不全面、延迟和低效的问题。近来，方便而全面的健康监测备受追捧。柔性可穿戴设备因其在可穿戴人体健康监测和护理系统中的潜在应用而受到广泛关注。使用具有整体优势的碳材料可以促进具有各种功能和优良性能的可穿戴和柔性设备的发展，可以全面和实时监测人类健康状况和预防疾病。在此，清华大学化学系张莹莹教授团队回顾了碳材料在健康相关的柔性和可穿戴电子设备中应用的合理设计和控制制造的最新进展。回顾了碳基柔性器件的制造策略、工作机制、性能和在健康监测中的应用，包括机电传感器、温度/湿度传感器、化学传感器和柔性导电线/电极。此外，还讨论了将多种碳基设备集成到多功能可穿戴系统中。最后，还提出了该领域现有的挑战和未来的机遇。相关报道以“Carbon-Based Flexible Devices for Comprehensive Health Monitoring”为题发表在Small Methods期刊上。
总结与展望
在这篇评论中，作者总结了用于高性能柔性和可穿戴电子设备的各种碳材料的合理设计和可控制造的最新进展。由于碳材料的独特优势(如良好的导电性、高化学和热稳定性、易于设计成各种柔性的宏观形式以及易于化学功能化)，包括CNTs、石墨烯、聚合物衍生的碳和其他形式的碳材料，在柔性电子产品中具有广阔的应用前景，如机电传感器、温度传感器、湿度传感器、化学传感器和导电电极。作者回顾了各种碳基柔性传感器的制造策略和工作机制。此外，还讨论了它们在医疗保健方面的潜在应用，包括监测生物物理、生物化学、电生理和人体综合信号。简而言之，创新的结构设计使得构建柔性设备变得容易，可以对生理信号进行长期、及时和全面的监测，为智能和便捷的健康管理铺平道路。尽管这一领域取得了重大进展，但与材料合成和器件制造有关的挑战仍然存在。
文献链接
Carbon-Based Flexible Devices for Comprehensive Health Monitoring
https://doi.org/10.1002/smtd.202201340.
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