低压 低功率压力传感器用于监控健康

技术的最新进展为使用可穿戴和可植入传感器监测患者健康的各种指标开辟了许多可能性。穿戴式压力传感器设计用于对很小的体压变化做出响应，因此可以高度灵敏地实时监视诸如脉搏率，血压，呼吸率甚至声带振动的细微变化等物理功能。

当传感器中的物质“门控”或允许选定的压力信号传递到晶体管时，就会发生这种响应，晶体管随后将这些信号传导并放大以进行检测。新型晶体管有机电化学晶体管(OECT)在较低的电压和功耗下表现出了出色的信号放大能力。但是，几乎没有探索将OECT用于压力传感器，因为它们通常与对外部压力反应不佳的液体门控物质配对使用。

寺崎市生物医学创新研究所(TIBI)的一个协作小组找到了解决此问题的方法，以便为可穿戴压力传感器开发软OECT。他们首先对一种固体门控物质进行了实验，该门控物质是一种带电荷的凝胶状物质，称为离子水凝胶。由于这种凝胶的物理特性，当与OECTs一起使用时，他们成功地证明了改进的压力感测能力。

然后，该团队通过制造具有微小金字塔形微结构的离子水凝胶，进一步提高了这一发现的步伐，这有助于增加可以测量的压力敏感性。TIBI团队的一部分Yangyang Zhu博士解释说：“响应于施加的压力，水凝胶微结构的变形会增加栅电极处的电容变化。” “这增强了检测非常细微的压力信号的能力。”

研究小组还发现，微结构水凝胶使他们获得了更高的压力灵敏度，可以通过改变施加的栅极电压来调节压力灵敏度。此外，这种优化的传感器可以在低工作电压和低功耗下工作。这些功能结合在一起，可以制造出经济，持久且节能的高性能压力传感器-对于旨在收集长期实时数据的设备而言，优势显而易见。

“低成本，低功耗和高灵敏度是OECT的固有优势。这是使用软水凝胶作为门控介质，这是OECT在压力感测应用中的首次展示，”张世明博士说， TIBI的附属教师，是大学电气与电子工程系的助理教授。“这为OECTs未来的体内压力传感应用打开了新的机遇。”

TIBI主任Ali Khademhosseini博士说：“对于需要长期监测的患者来说，拥有节能，持久的压力传感设备是一项真正的资产，并且可以促进在家中自我监测的能力。”和首席执行官。“在压力传感器开发方面所取得的进步是我们为改善患者健康所做的许多工作之一。”

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