传感器

SensFit宣布正在与澳大利亚领先的定制矫形器制造商Footwork足病学实验室合作开发智能矫形器，以帮助糖尿病溃疡治疗。Sensfit的技术包括智能鞋或鞋底中的尖端传感器，这些传感器可以拾取运动，压力和分布的模式，以及作为临床生物标志物的离散特征，从而可以准确识别疾病以及监测和报告疾病的进展。Sensfit专有的AI算法分析数据，帮助用户了解和应对健康问题的发作。这可能导致早期治疗 – 无论是治疗还是药物治疗 – 否则可能无法检测到的情况。

加速分诊流程的另一项发展是护理点检测（POCT）。无需中央实验室分析即可进行的分析测试节省了时间和资源，对院前和医院分诊都很有帮助。例如，医护人员可以在急救现场通过生物标志物（而不是可见症状）来评估是否需要住院。对医护人员使用的 POCT 检测试剂盒进行的研究表明，在 31% 的病例中，使用 POCT 检测会影响病人的管理决策，而在 97% 的病例中，使用 POCT 检测会增加病人的价值（8）。目前还在开发用于分流肺结核疑似患者的 POCT 检测工具（9）。通过 POCT 检测，医疗专业人员可以使用便携式诊断设备做出更准确的治疗决策，而无需花费实验室分析所需的时间和物流。

在ECF中，石墨烯片层之间相互堆叠形成的动态网络，可以通过不同程度的滑移，灵敏地响应外界应变刺激，从而实现低应变下正常的触觉感知，以及高于应变阈值的痛觉感知。进一步，通过调控石墨烯片层的厚度，可以实现应变阈值在7.2%到95.3%范围内变化。

近年来，研究人员了解到，以特定角度扭曲某些材料可以形成所谓的“摩尔纹材料”，从而引发以前未被发现的特性。在这种情况下，研究小组使用扭曲的双双层石墨烯（TDBG）——即两个天然堆叠碳原子的原子层，给予轻微的旋转扭曲——来构建他们的传感器件。这是至关重要的，因为扭曲降低了晶体对称性，并且具有不那么对称的原子结构的材料 – 在许多情况下 – 承诺一些有趣的物理特性，这些特性在那些具有更大对称性的材料中找不到。

该生物传感器构型克服了使用石墨烯等高灵敏度材料作为导电沟道的传感器难以在真实人体体液中进行检测的问题，可通过更换核酸适配体实现对更多疾病标志物的检测，且可通过调整核酸适配体浓度、三维敏感层厚度等方式调整传感器敏感特性使其在临界阈值浓度附近具有较高的灵敏度和增益，有望促进石墨烯生物传感器在个人医疗健康领域的进一步发展。

本工作采用界面自组装和原位功能化策略构筑了具有界面互锁结构的二维石墨烯基弹性超薄膜（ECF）。与基于一维碳纳米管的ECF不同，基于二维石墨烯片层的ECF表现出随应变正向变化的GF行为，这和真实脊椎动物的神经感觉系统具有相似的感知趋势。在ECF中，石墨烯片层之间相互堆叠形成的动态网络可以通过不同程度的滑移灵敏地响应外界应变刺激，从而实现低应变下正常的触觉感知和高于应变阈值的痛觉感知。进一步，通过调控石墨烯片层的厚度，可以实现应变阈值在7.2%到95.3%范围内变化。这种优异的性能可调性将大大促进ECFs在基于SPS效应的仿生皮肤中的应用，去模仿人体组织的疼痛感知功能，比如监测肌腱的过度拉伸以及手背皮肤受到拉扯产生的痛觉。受河豚皮肤三维形变启发，将ECF集成为自支撑形式的仿生皮肤，可以灵敏感知接触或非接触式机械刺激以及实时监测三维气动形变。不仅如此，还可以通过SPS效应有效地检测到处于过度膨胀状态的三维形变，实现动态的痛觉感知。未来，基于SPS效应的ECFs有望在安全友好的人机交互、智能假肢和软体机器人中得到广泛应用。