成果簡介

在日常活動中實時連續獲取身體脈搏信號對心血管疾病的診斷和醫療系統具有重要的臨床意義。本文，東南大學Yongzhi Sun等研究人員在《Adv Mater Technol》期刊發表名為“Wearable Strain Sensor Based on DoubleLayer Graphene Fabrics for RealTime, Continuous Acquirement of Human Pulse Signal in Daily Activities”的論文，研究提出一種基于氧化石墨烯(rGO)織物/泡沫膠帶/ rGO織物結構的新型可穿戴應變傳感器，該傳感器可在日常活動中實現對人體脈搏信號的實時，連續監控。

設計并制造了帶有兩個rGO織物傳感組件的可穿戴設備：直接附著在皮膚表面的下方rGO織物獲得人類日常活動和脈搏的疊加信號，而上方rGO織物只能獲得人類日常活動的信號。因為兩個rGO織物組件之間的泡沫基材會阻止上rGO膜對微弱脈沖拍的響應。過對兩個信號模塊的比較，可以對疊加信號中的人體日常活動信號進行標記，并進一步進行波段消除通過濾波方法，可以得到日常活動中的脈搏信號。這種可穿戴式傳感器能夠在食指彎曲、中指彎曲、手腕屈伸、握拳和手指連續屈伸等不同頻率的日常活動中監測人體脈搏信號，為日常活動中的脈搏監測提供了一種很有前景的解決方案。

圖文導讀

圖1、基于rGO織物/泡沫帶/ rGO織物結構的可穿戴應變傳感器的制造過程示意圖。

圖2、a，d)織物的照片和立體顯微鏡圖像;b，e)GO涂層織物;c，f)rGO涂層織物;g–i)rGO涂層織物的SEM圖像。

圖3、a)rGO織物的響應曲線，用于重復將傳感器從100毫米彎曲到85毫米而施加的應變。b)rGO織物的歸一化電阻變化，應變從ε= 0%到1.01%。c)在各種應變下，rGO織物的歸一化電阻變化。

圖4、a)附著在人手腕上以檢測脈沖信號的單層rGO織物傳感器的照片;

b，c)傳感器的標準化電阻變化，用于監測22歲健康男性運動前后的脈搏率。

圖5、基于兩層rGO織物的應變傳感器的歸一化電阻變化，用于監測22歲健康成年人在不同運動下的脈搏率(黑線和紅線是上下rGO織物的電阻變化

圖6、基于兩層rGO織物的應變傳感器的標準化電阻變化，用于監測22歲健康成人連續食指彎曲時的脈搏率

小結

在這項工作中，開發了一種基于rGO織物/泡沫膠帶/ rGO織物結構的可穿戴式應變傳感器，用于在日常活動中實時，連續地采集人體脈搏信號。rGO織物是通過滴涂法制成的，并用作應變傳感層。這項研究為可穿戴式脈搏傳感器的設計和制造提供了新的視野，所提出的可穿戴式傳感器有望在連續的日常活動中監測人體脈搏信號。