從像脈搏一樣微小的廣泛的身體運動到關節(jié)、肌肉和四肢的各種運動，直接放置在皮膚上的可穿戴壓力傳感器可以以多種方式用于監(jiān)測健康狀況。其他類型的皮膚傳感器可以通過測量皮膚表面的汗液和溫度來監(jiān)測健康指標。
這些功能轉化為有用的醫(yī)療應用，例如監(jiān)測帕金森病等運動控制疾病、評估運動員的運動，或者通過測量皮膚水分來監(jiān)測身體甚至情緒參數(shù)。改變游戲規(guī)則的皮膚感應設備的其他例子包括用于監(jiān)測自閉癥兒童(情緒表達有困難)的壓力水平的皮膚傳感器和可以幫助中風后患者恢復運動技能的觸覺傳感器。
用于壓力傳感應用的皮膚傳感可穿戴設備必須具有電子傳感器，以定位和檢測通過與人體皮膚接觸而獲得的各種壓力變化。他們還必須能夠使用導電材料將這些壓力變化轉化為可檢測的信號。
傳感器通常由放置在皮膚上的彈性基底層組成，并隨著身體運動的壓力變化而移動。這些變化被轉換成信號，可以被放置在與基板緊密接觸的導電材料層檢測到。
在可用的不同類型的壓力傳感器中，壓阻式傳感器 (PS) 是常用的。這些導電材料傳感器利用拉伸時電阻的變化來測量壓力變化。
為了最大限度地提高這些傳感器的靈敏度范圍，之前已經(jīng)加入了各種微結構;然而，這些通常涉及復雜的制造程序和昂貴的導電材料。銅納米線是一種低成本的選擇，并表現(xiàn)出卓越的電學、熱學和光學特性。然而，它們在環(huán)境條件下會受到腐蝕損壞。
寺崎生物醫(yī)學創(chuàng)新研究所 (TIBI) 的一個合作團隊設計了一種簡單、可擴展的 PS 制造方法，該方法解決了銅納米線的耐用性問題，同時還滿足了壓力傳感器的廣泛靈敏度要求。
該團隊首先開發(fā)了一種基于溶液的方法，用氧化石墨烯 (GO) 涂覆銅納米線;驗證測試證實，該方法在納米線上形成了均勻、牢固結合的 GO 層，有效地保護它們免受腐蝕，同時又不犧牲其導電性能。此外，該方法允許通過調(diào)整反應時間或添加的 GO 量來改變 GO 涂層厚度。
該團隊接下來考慮了傳感器基板的微觀結構，以最大限度地提高其靈敏度范圍。他們在人體皮膚的真皮-表皮界面觀察了稱為默克爾圓盤的壓力感受器的結構;這些壓力感受器在觸摸靈敏度方面發(fā)揮著重要作用。他們注意到該層的紋理表面，帶有孔洞、相互連接的脊和隨機粗糙度，類似于砂紙的表面。
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