基于纳米复合材料的超高灵敏度无线电容式压力传感器在健康监测中的突破性应用

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:Advanced Materials Technologies 6.2

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  无线压力传感技术在机器人、可穿戴设备和健康监测领域具有广泛应用前景,尤其在临床医疗中监测眼压、血压、膀胱压和颅内压(ICP)等生理参数方面潜力巨大。研究人员通过将氧化锌(ZnO)纳米颗粒掺入苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)基质,开发出具有金字塔结构的纳米复合介电层,使传感器灵敏度达到45 MHz mmHg-1,较纯SEBS提升4.3倍。新型接收探头将无线读取距离扩展40%,并在小鼠模型中成功实现ICP变化的可靠监测。这项研究为无创医疗监测提供了高灵敏度、高稳定性的创新解决方案。

  在医疗监测领域,无线电容式压力传感器正掀起一场技术革命。科研人员巧妙地将生物相容性良好的氧化锌(ZnO)纳米颗粒与弹性体材料苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)结合,构建出具有金字塔结构的纳米复合介电层。当ZnO浓度达到0.7%(v/v)时,传感器灵敏度飙升至45 MHz mmHg-1,比纯SEBS材料高出4.3倍,在25 mmHg压力范围内表现尤为出色。

这项研究的亮点不仅在于材料创新,更在于其突破性的探头设计。新型接收探头将无线读取距离一举提升40%,让"隔空测压"成为可能。在小鼠模型实验中,该传感器成功捕捉到颅内压(ICP)的细微波动,展现出卓越的临床转化潜力。

这种无需复杂电子元件的无线传感方案,完美平衡了灵敏度与稳定性,为无创监测眼压、血压、膀胱压等关键生理参数开辟了新途径。金字塔结构的纳米复合材料犹如微型弹簧,将微弱压力转化为显著的电信号变化,而ZnO纳米颗粒的加入则像给传感器装上了"信号放大器",让医疗监测变得更加精准可靠。

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