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《AFM》:可用于智能人機界面和光熱療法的MXene水凝膠表皮傳感器 

發布時間:2023/12/13

      近日,來自北京化工大學張立群院士、萬鵬博教授團隊通過將MXene納米片網絡巧妙地引入到包含低熔點瓊脂糖和聚乙烯醇的水凝膠網絡中,輕松制備了柔性多功能 MXene水凝膠表皮傳感器。它具有高靈敏度、寬感應范圍(高達350% 應變),以及實現超靈敏人機接口的可靠再現性。它表現出優異的抗膨脹能力水凝膠以避免因過度腫脹而進一步擴大傷口可靠的傷口治療。此外,它還具有良好的生物相容性強大的光熱性能,可實現智能光熱治療醫療保健監測。同時可觸發傳感器軟化并在長時間近紅外光照射下部分解離將溫度敏感的低熔點瓊脂轉化為溶膠狀態和水凝膠中的部分解離以釋放負載的藥物根據協同殺菌、高效促進的需求傷口愈合。

本文亮點

1. 使用MXene材料制備了柔性的光熱療法防腫脹水凝膠。

2. 水凝膠具有良好的生物相容性,可以作為皮膚傳感器使用。

3. 水凝膠結合近紅外光可以進行光熱治療,治療皮膚疾病。

4. 傳感器可以檢測皮膚微弱信號,實現人機交互。

5. 實現了光熱治療和生物信號檢測的多模式集成。

6. 水凝膠傳感器性能穩定,佩戴舒適,長期使用不刺激皮膚。

7. 研究設計新穎,制備了新型的可植入軟傳感材料。

8. 實現了軟傳感器的多功能化,展示了人機交互的應用潛力。

9. 為下一代可植入和可降解醫療電子產品研發提供了新思路。

10. 研究具有一定創新性,并可應用于臨床醫療領域。

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圖1.柔性多功能導電 MXene水凝膠的制備及其功能示意圖

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圖 2.掃描電子顯微鏡 (SEM) 圖像

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圖 3.MXene水凝膠表皮傳感器對人體運動的監測

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圖 4.MXene水凝膠表皮傳感器對人體電生理信號的監測

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圖5. MXene水凝膠表皮傳感器在智能人機界面的應用

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圖6. MXene水凝膠表皮傳感器在智能人機界面的應用

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圖7.MXene水凝膠表皮傳感器的光熱性能

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圖8.MXene水凝膠表皮傳感器按需釋放抗生素

總結

      通過一種簡單的方法制備了多功能 MXene 水凝膠表皮傳感器,該傳感器不僅可用于智能人機界面,還具有超靈敏的醫療保健傳感性能和及時治療的能力,有望改變人機交互和智能診療的個性化醫療保健格局。


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