IF 31.6！三维导电MOF网络构建的人工表皮柔性智能医疗平台用于气体和压力感知

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新兴的柔性智能电子设备极大地促进了远程医疗保健中生理信息的无创和实时跟踪。精心构建仿生敏感单元对于设计具有先进认知功能的电子皮肤至关重要，以多元化捕捉外部刺激。然而，在皮肤三维互锁层级结构和同步编码多重刺激信息能力方面实现真实模拟，对于简化柔性逻辑电路设计而言仍然是一个具有挑战性但至关重要的需求。本研究通过在中空球形Ti3C2Tx表面原位生长Cu3(HHTP)2颗粒，构建了一种人工表皮设备，旨在同时模拟皮肤表皮的棘层和颗粒层。仿生Ti3C2Tx@Cu3(HHTP)2展现出独立的NO2和压力响应，以及声音特征感知和莫尔斯密码加密信息通信等新功能。最终，通过将双模传感器集成到柔性印刷电路中，自主开发了一个具有移动应用终端的可穿戴报警系统。该系统可评估与哮喘相关的风险因素，如外部NO2气体刺激、异常呼气行为和手指用力程度，在机器学习算法辅助下实现97.6%的识别准确率。本研究为开发用于新兴转化远程医疗诊断的智能多功能医疗设备提供了可行途径。

创新点：

1. 实现了三维仿生表皮结构的精确构建。

2. 开发了气体-压力双模式响应传感系统。

3. 建立了智能化远程医疗监测平台。

4. 实现了高精度的健康风险评估。

科研启发：

1. 仿生设计在智能传感领域具有重要价值。

2. 多功能集成是医疗器件发展的重要方向。

3. 人工智能算法可提升诊断准确性。

4. 实际应用导向的研究更具临床转化价值。

思路延伸：

1. 探索其他类型MOF材料的传感应用。

2. 研究不同生理信号的协同监测。

3. 优化传感器制备工艺。

4. 扩展到其他疾病监测领域。

5. 深入研究材料响应机制。

6. 开发新型信号处理算法。

7. 探索智能诊断系统的临床应用。

8. 建立标准化评价体系。

A Flexible Smart Healthcare Platform Conjugated with Artificial Epidermis Assembled by Three-Dimensionally Conductive MOF Network for Gas and Pressure Sensing

Nano-Micro Lett. (IF 31.6)

Pub Date  : 2024-10-25

DOI : 10.1007/s40820-024-01548-5

Qingqing Zhou, Qihang Ding, Zixun Geng, Chencheng Hu, Long Yang, Zitong Kan, Biao Dong, Miae Won, Hongwei Song, Lin Xu, Jong Seung Kim

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