柔性電子設(shè)備是未來(lái)個(gè)性化健康管理新范式的重要組成部分，其具有與皮膚貼合、低運(yùn)動(dòng)偽影、長(zhǎng)時(shí)間佩戴舒適等優(yōu)勢(shì)。然而，在超柔性傳感器中的多通道集成面臨著許多挑戰(zhàn)，主要是缺乏高性能和穩(wěn)定的傳感組件，以及允許皮膚無(wú)約束活動(dòng)和呼吸的理想器件設(shè)計(jì)。

以光電容積脈搏波描記法（PPG）為代表的脈搏與血氧監(jiān)測(cè)技術(shù)已普及，因近紅外光具有出色的皮膚穿透能力，可通過(guò)光電探測(cè)器提取皮下血流搏動(dòng)與血紅蛋白含氧量信息，但設(shè)計(jì)適用于近紅外波段的有機(jī)光電材料及其柔性傳感器件仍具挑戰(zhàn)。

將基于光電容積變化的PPG信號(hào)與基于生物電的心電圖（ECG）信號(hào)結(jié)合，可以增加脈搏信息提取的準(zhǔn)確性和可靠性，通過(guò)后處理還可獲得血壓等健康指標(biāo)。盡管已有柔性ECG電極和PPG傳感器相關(guān)工作，但構(gòu)建可靠的可皮膚集成PPG-ECG一體化系統(tǒng)面臨巨大挑戰(zhàn)，包括傳感器間的穩(wěn)固耦合、各器件的高性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性、與皮膚集成的舒適性等。

針對(duì)上述問(wèn)題，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院徐曉敏、成會(huì)明團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了在近紅外光下表現(xiàn)出性能的超柔性有機(jī)光電探測(cè)器。

該超柔性探測(cè)器厚度小于4µm，在近紅外區(qū)940 nm波長(zhǎng)下的光電響應(yīng)度為0.53AW-1，探測(cè)率為3.4×1013Jones，-3dB下截止頻率超過(guò)1MHz，在有機(jī)近紅外光電探測(cè)器領(lǐng)域達(dá)到水平，且具有良好的穩(wěn)定性。基于團(tuán)隊(duì)前期工作提出的可剝離超薄水凝膠與超柔性PEDOT:PSS基導(dǎo)電聚合物紋身電極，團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)一步將超柔性光電探測(cè)器與導(dǎo)電聚合物電極通過(guò)超薄水凝膠集成在一起構(gòu)成PPG-ECG集成貼片傳感器，整個(gè)貼片厚度小于20µm，其彎曲半徑能與皮膚溝壑相匹配，實(shí)現(xiàn)與皮膚保形接觸，并進(jìn)一步構(gòu)建了皮膚集成的多模傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光電和心電信號(hào)的精準(zhǔn)同步監(jiān)測(cè)，即使在動(dòng)態(tài)工作條件下也能精確、穩(wěn)定地測(cè)量各種生命體征，包括心率、呼吸率、血氧飽和度和無(wú)袖帶血壓。

來(lái)源：傳感器專家網(wǎng)