超薄自供电电子健康贴片

片状压电系统照片。这种超薄柔软的片状系统能够实现精准的生物监测，且不易被察觉；它能够将设备贴附在皮肤上。图片来源：大阪大学

大阪大学和 JOANNEUM Research 的研究人员开发出超薄自供电电子健康贴片，可以监测用户的脉搏和血压，这可能带来新的基于灵活运动的能量收集设备。

大阪大学的科学家与JOANNEUM研究公司（奥地利魏茨）合作，推出了无线健康监测贴片，该贴片利用嵌入式压电纳米发电机，利用收集的生物机械能自行供电。这项研究或将催生新型自主健康传感器以及无电池可穿戴电子设备。

随着可穿戴技术和智能传感器日益普及，为所有这些设备供电的问题也变得日益突出。虽然每个组件的能量需求可能不大，但对电线甚至电池的需求却变得繁琐且不便。因此，我们需要新的能量收集方法。此外，集成健康监测器能够利用环境运动为传感器供电并激活，这将有助于加速其在医生办公室的普及。

片状压电系统

具有自发电和储能功能的片状压电系统（集成系统图像）图片来源：大阪大学

超薄铁电贴片

现在，来自日本和奥地利的国际研究团队发明了一种新型超柔性贴片，它采用铁电聚合物，不仅可以感知患者的脉搏和血压，还能通过正常运动自行供电。关键在于从厚度仅为一微米的基底入手。利用强电场，共聚物中的铁电晶畴排列整齐，使样品具有较大的电偶极矩。该设备基于压电效应，能够高效地将自然运动转化为小电压，从而快速响应应变或压力变化。这些电压可以转换为医疗传感器的信号，也可以直接用于获取能量。论文第一作者 Andreas Petritz 表示：“我们的电子健康贴片可用于筛查生活方式相关疾病，例如心脏病、压力迹象和睡眠呼吸暂停。”

作者估计，如果将多层贴片放置在膝盖或肘部等关节上，每天可以从生物力学运动中获取高达 200 毫焦耳的能量。这足以每天监测数次心血管参数。而且这些贴片非常薄，几乎难以察觉，从而减轻了对许多患者来说“必要之恶”——日常健康监测——的负担。

智能、舒适的健康传感器

“我们期望我们的研究成果将有助于开发其他片状传感器系统，这些系统贴在皮肤表面后可以进行精确的生物监测，”资深作者Tsuyoshi Sekitani说道。附加模块可以实现其他功能，例如与智能手机或电脑进行无线通信。