由加州大學歐文分校的研究人員發(fā)明的一種新型自供電手表式健康監(jiān)測器可以跟蹤佩戴者的脈搏，并與附近的智能手機或平板電腦進行無線通信——無需外部電源或電池。

在最近發(fā)表在《納米能源》雜志上的一篇論文中，UCI 亨利薩繆利工程學院的團隊成員描述了他們的發(fā)明，該發(fā)明是通過在柔性基板上 3D 打印納米材料構建的，用于實時和無線監(jiān)測生命體征。該論文的作者表示，目前的原型可用作自供電橈動脈脈搏監(jiān)測器，但可以通過簡單地改變傳感器電路來測量健康的其他方面，例如心率、體溫或血壓。

“想象一下，你在一個偏遠的地方工作——任何地方，例如執(zhí)行任務的沙漠、山區(qū)徒步旅行，甚至是空間站——你需要隨時跟蹤你的健康信息，或者發(fā)生事故，并且您需要緊急準確地監(jiān)測某人的生命體征。這種自供電的無線設備可以讓您做到這一點，而無需依賴可能會失去電量并存在熱失控問題的電池[鋰離子電池過熱可能導致燃燒]，”資深合著者、UCI 電氣工程、計算機科學和生物醫(yī)學工程助理教授 Rahim Esfandyar-Pour 說。

該設備以兩種方式提供健康信息。在一種模式下，通過輕敲腕帶的納米能量發(fā)生器產(chǎn)生的能量為傳感器電路供電，佩戴者的脈搏率很快就會以閃爍信號的形式出現(xiàn)在 LED 顯示屏上。當智能手機或類似設備靠近可穿戴設備時，第二種模式起作用。嵌入式近場通信技術促進了腕帶和移動設備之間的電力和數(shù)據(jù)無線交換，生物物理信息被繪制并顯示在智能手機的屏幕上。

通過機械撞擊或壓力產(chǎn)生電壓的摩擦納米發(fā)電機使本發(fā)明的按需和自供電特性成為可能。TENG 使用鈦基 MXenes 制造，這是一種相對較新的超薄二維材料，具有獨特的電氣和機械性能。只有幾個原子厚的 MXene 層是可彎曲的、可拉伸的，并且可以打印到柔性、類似繃帶的材料或可穿戴臂帶或腕帶的表面上。

Esfandyar-Pour 說：“這項創(chuàng)新在一個包裝中取得了許多重大成果。” “它可以隨時隨地進行連續(xù)、無電池、無線和按需的健康監(jiān)測。它采用低成本和柔性材料制成，可以定制以滿足各種可穿戴生物電子傳感器的要求。它是一種靈活、完全可配置的系統(tǒng)。”

該論文的其他作者是 UCI 電氣工程和計算機科學博士后學者 Prativa Das 和 Sang Won Lee;和 UCI 博士 學生錢毅、裴曉昌和秦慧婷。