有一天,人们可以通过简单地捡起铅笔并在皮肤上绘制生物电子设备来监控自己的健康状况。在一项新的研究中,密苏里大学的工程师展示了铅笔和纸的简单组合可用于创建可用于监视个人健康的设备。

他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上

工程学院助理教授郑岩表示,许多现有的商用皮肤生物医学设备通常包含两个主要组件-生物医学跟踪组件和周围的柔性材料(例如塑料),以为该组件提供支撑结构保持与人体的皮肤连接。

他说:“用于开发皮肤生物医学电子设备的常规方法通常很复杂,而且生产成本通常很高。” “相反,我们的方法是低成本且非常简单。我们可以使用广泛使用的铅笔和纸来制造类似的设备。”

自发明以来,铅笔(由铅制成,包括各种含量的石墨,粘土和蜡)经常被用于书写和绘画。在这项研究中,研究人员发现,含有90%以上石墨的铅笔能够传导大量能量,这些能量是由绘画或书写引起的纸张和铅笔之间的摩擦产生的。研究人员特别发现,石墨含量为93%的铅笔是制造在商用办公室复印纸上绘制的各种皮肤上生物电子设备的最佳选择。严说,一种生物相容性喷涂胶粘剂也可以应用于纸张,以帮助它更好地粘附在人的皮肤上。

研究人员说,他们的发现可能在基于家庭的个性化医疗保健,教育和远程科学研究(例如在COVID-19大流行期间)中具有广阔的应用前景。Yan说,该小组的下一步将是进一步开发和测试生物医学组件的使用,包括电生理,温度和生化传感器。

他说:“例如,如果一个人有睡眠问题,我们可以画一个生物医学设备来帮助监测这个人的睡眠水平。” “或者在教室里,老师可以通过使用铅笔和纸来创建可穿戴设备的教学计划来吸引学生。此外,这种低成本,易于定制的方法可以让科学家在家中进行研究,例如大流行。”

Yan表示,这种方法的另一个好处是,与包含不易分解组件的许多商用设备相比,纸张可以在大约一周内分解。