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美国工程师开发出形如创可贴的新型有机光电传感器

发布时间:2019-10-18 22:05:15

美国伯克利加利福尼亚大学的工程师开发出一种外形犹如创可贴一样的新型有机光电传感器,可作为未来健康追踪器测量运动过程中的人体血液里氧气含量的增加。相关研究成果发表在近日出版的《自然·通信》上。现在市场上有各种不同的脉搏血氧仪,测量脉率和血氧饱和度的水平,但这些设备使用的传统电子产品比较僵化,通常被固定在手指或耳垂上。

未来健康追踪器形如创可贴

据物理学家组织网近日报道,这所大学电气工程与计算机科学副教授安娜·阿里亚斯介绍说:“新开发出的这种有机光电传感器能实现硅与有机或碳基材料的设计切换,研究人员能够最终创建一个很薄、廉价和灵活得像创可贴的装置,可以在赛道上慢跑或徒步上山期间使用。新的原型装置与传统的脉搏血氧计相比,脉搏和氧气读数一样准确。”

传统的脉搏血氧仪通常使用发光二极管(LEDs)发出的红光和红外光通过指尖或耳垂,检测有多少光能通过其另一边。明亮的、富含氧气的血液能吸收更多的红光,而暗色调、贫氧的血液吸收更多的红外光。两个波长的比率显示出血液中含氧量的多少。

对于有机传感器,研究人员用红色和绿色的光,当区分血液中氧气水平高和低的量时,其与红光和红外光是有类似差异的。利用一个溶液处理系统,研究人员把绿色和红色有机发光二极管和半透明的光探测器放置在柔性塑料片里,通过检测新鲜动脉血流量模式,这个仪器可以计算出脉搏。

阿里亚斯说:“研究发现,如果用不同波长测量,它在工作;而如果使用非常规的半导体材料,它也在工作。并且,有机电子仪器是灵活的,可以很容易地与身体契合。”

她说:“目前常规血氧仪组件相对昂贵,如果它们被污染了,医务人员需要对其消毒。相比之下,有机电子仪器相当便宜,可以像创可贴一样一次性使用。”

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