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清华大学:静电纺丝构建骨诱导膜

美容护理    2021-09-18 16:01

智能自供电电子皮肤(电子皮肤)具有独特的检测和区分静态人体生理信号和动态触觉刺激的特点,开发具有足够的柔韧性、重量轻、易于大面积加工,成本低廉和环境安全的压电材料极具吸引力。压电纤维素、胶原蛋白和几丁质纳米纤维作为具有能量收集性能的天然生物材料得到广泛的研究。作为工程设计压电压力传感器(PEPS)的有效材料,可用于长期安全的人体生理信号(HPS)检测,并且不会引起任何皮肤感染。其中,明胶是通过胶原蛋白的部分变性得到的最丰富的天然压电材料。因此,明胶可以构建低成本电子设备且保留其自身的功能,如生物降解性,生物相容性,无毒,无致癌性。

近日,研究者基于生物启发设计了一种可穿戴的压电压力传感器,即来自结构稳定的明胶纳米纤维(GNF)通过电纺丝技术构建了生物电子皮肤由于优异的机械敏感性(~0.8 V kPa-1),生物电子皮肤可以模拟人类感知和实时监测人体生理信号。此外,压电动态触觉刺激下高度耐用(超过108,000次循环)表明了生物电子皮肤在生物医学植入式和便携式领域以及个人电子设备的应用潜力。

图1. 电纺压电明胶纳米纤维(GNFs)。


图2. 生物电子皮肤传感器的压力传感性能。


图3. 生物电子皮肤作为可穿戴传感器在人体生理信号监测中的应用。