科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣
據(jù)發(fā)表在最新一期《設(shè)備》雜志上的論文，美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校研究人員展示了一種自制的、 能讀取大腦、心臟、肌肉和眼部活動(dòng)信號(hào)的“橡皮泥”。這種“橡皮泥”是一種“柔性電路”材料，具備導(dǎo)電性能，有望帶來(lái)經(jīng)濟(jì)高效的柔性生物識(shí)別傳感器。
這種導(dǎo)電的柔性電路是由面粉、水、鹽、發(fā)酵粉和植物油制成的，鹽是其具有導(dǎo)電性的關(guān)鍵。
研究人員使用這種柔性電路作為接口，測(cè)量電力或人體生物電勢(shì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與市面上的凝膠電極相比，這些柔性電路能有效捕捉了各種電生理測(cè)量值，如用于記錄大腦活動(dòng)的腦電圖（EEG）、記錄心臟跳動(dòng)的心電圖（ECG）、用于跟蹤眼球運(yùn)動(dòng)的眼電圖（EOG）以及用于記錄肌肉收縮的肌電圖（EMG）。
論文資深作者、生物醫(yī)學(xué)工程助理教授德米特里·基列夫解釋說(shuō)，就測(cè)量質(zhì)量而言，判斷一種電極材料是否優(yōu)于另一種指標(biāo)是阻抗。電極與組織之間的阻抗越低，兩者之間的導(dǎo)電性就越好，測(cè)量生物電勢(shì)的能力也就越強(qiáng)。
研究發(fā)現(xiàn)，柔性電路電極的阻抗與市售凝膠電極相當(dāng)，并且比另一種對(duì)比電極性能好兩倍。
基列夫介紹了這種材料的幾大優(yōu)勢(shì)。首先是成本，如果用預(yù)制黏土，每個(gè)電極的成本僅為1美分左右，而普通電極的平均成本在0.25—1美元之間。
此外，這種材料還有彈性，可以多次成型，重復(fù)使用，貼合皮膚輪廓，還可以添加更多黏土使其變大，斷裂了可以輕松再連接。其他類(lèi)似的最先進(jìn)的可穿戴生物電子產(chǎn)品由碳納米管、石墨烯、銀納米線和有機(jī)聚合物制成。雖然這些材料導(dǎo)電性高，但價(jià)格昂貴，難以處理或制造，多為一次性使用且易碎。
而且，這些材料還可作為一種兒童玩具，通過(guò)連接電源為藝術(shù)品添加燈光，以此方式教授孩子們電路知識(shí)。如果有需要，在家中或?qū)嶒?yàn)室里就能制作這種材料。
總編輯圈點(diǎn)：
面粉、水、鹽、發(fā)酵粉、植物油……看到這些“食材”，你可能會(huì)聯(lián)想到某種美食。令人意外的是，科研人員竟然將它們制作成可用于生物識(shí)別傳感器的柔性電路，真是腦洞大開(kāi)！通常來(lái)說(shuō)，柔性電子產(chǎn)品以可彎曲、折疊或拉伸的金屬、高分子聚合物等為材料，能夠很好地貼附在人體皮膚上。上述研究成果圍繞柔性電子材料進(jìn)行大膽創(chuàng)新，為柔性電子技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新思路。
