密蘇里大學的工程師報告 說，可以通過使用鉛筆和紙在您的皮膚上繪制生物電子設(shè)備來監(jiān)測您的個人健康。該研究表明，工程師采用低成本的方法來開發(fā)皮膚上的生物醫(yī)學電子設(shè)備。

該研究沒有開發(fā)通常通過在柔性聚合物基板上圖案化傳統(tǒng)無機材料、新型有機材料或納米材料制成的皮膚電子產(chǎn)品，這可能既昂貴又復雜，而是描述了使用日常鉛筆和紙作為創(chuàng)造成本的工具- 有效的一次性皮膚電子設(shè)備，范圍從生物物理傳感器和汗液生化傳感器到熱刺激器、濕度能量收集器和透皮給藥系統(tǒng)。

研究人員還展示了基于鉛筆紙的天線、2D 和 3D 電路以及可重構(gòu)結(jié)構(gòu)。

“許多現(xiàn)有的商業(yè)皮膚生物醫(yī)學設(shè)備通常包含兩個主要組件 - 生物醫(yī)學跟蹤組件和周圍的柔性材料，例如塑料 - 為組件提供支撐結(jié)構(gòu)，以保持與人體的皮膚連接，”工程學院助理教授 鄭艷在一份聲明中說。

“開發(fā)皮膚上生物醫(yī)學電子設(shè)備的傳統(tǒng)方法通常很復雜，而且生產(chǎn)成本通常很高，”他補充道。“相比之下，我們的方法成本低且非常簡單。我們可以使用廣泛使用的鉛筆和紙制作類似的設(shè)備。”

研究表明，鉛筆繪制的石墨圖案用作導電跡線和感應電極，而辦公復印紙用作基材。研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨含量超過 90% 的鉛筆能夠傳導大量能量。

使用 93% 的石墨鉛筆，他們能夠在商業(yè)辦公復印紙上繪制各種皮膚上的生物電子設(shè)備。研究發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)備可以對包括皮膚溫度在內(nèi)的一系列重要的生物物理和生化信號進行實時、連續(xù)和高保真監(jiān)測；心電圖；肌電圖；阿爾法、貝塔和西塔節(jié)律；瞬時心率；呼吸頻率；和汗液 pH 值、尿酸和葡萄糖，以及提供程序化的熱刺激。研究人員還發(fā)現(xiàn)，記錄的信號與用傳統(tǒng)方法測量的信號相當。

研究人員認為，可以在紙上使用一種生物相容的噴涂粘合劑，以幫助它更好地粘在皮膚上。下一步是進一步開發(fā)和測試生物醫(yī)學組件的使用，包括電生理、溫度和生化傳感器。

研究人員看到了在家庭、個性化醫(yī)療保健、教育和遠程科學研究中的廣泛應用，例如在 Covid-19 大流行期間。這些應用范圍從繪制生物醫(yī)學設(shè)備到監(jiān)測人的睡眠水平再到在家進行研究。