蜂窝夹层复合材料的吸波性能

采用Nomex蜂窝芯、混合物吸收剂和酚醛树脂制备了蜂窝夹层复合材料,研究了蜂窝芯高度、蒙皮厚度和蜂窝芯增重对其吸波性能的影响。结果表明:随着蜂窝芯高度的增加,其夹层复合材料的-10dB有效带宽向低频扩展,18mm高度蜂窝夹层复合材料在2～18GHz频段反射率均小于-10dB;随着蒙皮厚度的增加,蜂窝夹层复合材料的低频反射率降低,但高频反射率升高;随着蜂窝芯黏附吸收剂质量的增加,其吸收峰频率向低频移动。

碳纳米管负载的金纳米颗粒修饰有机电化学晶体管传感器及其对多巴胺的检测

多巴胺(DA)是中枢神经系统中一种重要的神经递质,通过柔性可穿戴传感器对其进行实时检测具有潜在临床应用价值。为了实现对多巴胺高灵敏的检测,以聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)为沟道材料制备了有机电化学晶体管(OECT)传感器。并通过利用多壁碳纳米管(MWCNT)负载的金纳米颗粒(AuNP-PDA@MWCNT)修饰OECT的栅极,有效提升了传感器对多巴胺的检测能力,检测范围宽(100 pmol/L~1 mmol/L),检测灵敏度高(在1μmol/L~1 mmol/L浓度范围内为247.9 mV/decade,是未修饰传感器的2.65倍),检测限低(100 pmol/L),而且对潜在的干扰物(如抗坏血酸、尿酸和葡萄糖等)展现出较好的抗干扰性能,在可穿戴设备方面具有很好的应用前景。

融合信息技术的生物医学工程专业“电子技术基础”课程改革

电子技术基础是生物医学工程专业的必修专业课程,是成为一名合格的医疗器械电子工程师必须熟练掌握的基础科目。针对现阶段医科大学医工交叉专业课程体系中,电子技术专业课程仍大多采用传统工科教学模式,存在理论复杂、概念抽象和学科前沿及医学临床应用结合不紧密等问题,该文探讨了针对“临床导向型”医工交叉人才培养目标的电子技术专业基础课程改革方案,从教学内容改革、教学方法改革、实践技能改革、课程评价体系改革四方面入手,融合翻转课堂APP、电路仿真软件、远程实验等信息技术,旨在培养具备多学科基础知识和技能、具备良好创新实践能力的高素质医工融合人才。

基于咖啡环效应的宽程柔性应变传感器

柔性传感器是柔性电子器件中关键的一种器件,柔性电子的快速发展对传感器的线性度、灵敏度和响应时间等性能提出了更高的要求。基于此,通过咖啡环效应在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上沉积碳纳米管(CNT)形成厚度梯度传感薄膜,制备了兼具宽程、线性良好、灵敏度高与响应快速的柔性应变传感器,且制备方法简单。传感器的响应时间为80 ms,在拉伸1000次后仍具有良好的回复性和稳定性,在0~30%应变范围内应变系数为55,并保持良好线性(线性度R^(2)=0.9884),可用于监测关节活动,在医疗保健与康复、仿人人造皮肤机器人和仿生传感系统等领域具有广阔的应用前景。

氢键控制断裂韧性的应力分散超灵敏应变传感器用于稳定的生物力监测

近年来,柔性应变传感器的迅速发展,拓宽了其在各种机械生理信号监测中的应用范围.在各种应变传感器中,基于裂纹的应变传感器由于其高灵敏度,在监测微小的机械变形方面越来越受到重视.然而,由于导电传感层中裂纹的早期产生和快速扩展导致裂纹传感器工作范围狭窄,限制了其在监测较大生物力学变形中的应用.本研究通过引入缺口不敏感的弹性基底和可调微裂纹的导电层,开发了具有超高灵敏度(应变系数高达2.3×10^(6))和宽工作范围(0%-50%)的应力分散超灵敏应变(SDUS)传感器.此外,高弹性胺基聚合物修饰的聚二甲基硅氧烷衬底没有明显的迟滞,使SDUS传感器对外界刺激能够快速响应(响应时间2.33 ms).通过对桡动脉脉搏、关节运动和声带振动的精确检测,SDUS传感器在医疗健康监测和人机通信方面的能力得到了验证.

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性,临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器,成本高昂且不利于长期监测.不同于笨重的大型设备,微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集,有助于疾病的早期诊断,进行精准化、个性化治疗.在本综述中,我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制,重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术.最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略.

基于纳米离子储层的双网络胃穿孔封堵水凝胶

近年来,对于可注射水凝胶用于内部组织损伤修复的研究取得了一定进展,但将此类水凝胶用于胃穿孔治疗时,依然面临强酸性胃液及胃壁的剧烈形变带来的严峻问题.鉴于此,我们提出了一种基于纳米离子储库(INR)的双网络水凝胶策略,该水凝胶具有优异的黏附和机械性能,可以简便地涂覆于穿孔部位,在封堵穿孔的同时促进组织修复.结果显示,在蓝光条件下,聚丙烯酰胺(PAM)可以于5 s内在胃组织上交联形成第一重网络,并通过机械互锁增强黏附性能;此外,纳米羟基磷灰石作为纳米离子储库可在酸性环境下释放Ca^(2+),与海藻酸钠(SA)形成第二重网络,抑制水凝胶在胃液中的溶胀.同时,通过在体系中引入碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS),可以促进水凝胶-组织界面上酯酰胺共价键的形成,从而进一步增强黏附力.因此我们认为,这种通过纳米离子储库策略获得的双网络水凝胶有望用于解决胃穿孔乃至其他类似的生物医学问题.