新型仿皮肤液晶聚氨酯弹性体的合成及其电子器件的制备

为研制与人体具有适配性的柔性基材,采用简单的一锅法合成了新型仿皮肤交联液晶聚氨酯(crosslinked liquid crystal polyurethane,CLCPU)弹性体。利用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对液晶聚氨酯的结构进行了表征,采用热失重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)对其进行热学性能表征,用动态热机械分析仪(dynamic mechanical analyzer,DMA)测试其黏弹性行为,利用热台偏光显微镜(polarized optical microscope,POM)和电子万能试验机分别测试液晶聚氨酯的液晶相行为和力学性能。进一步将所制备材料作为介电弹性体组装柔性摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG),并用静电计对所获的TENG进行电输出性能测试。研究结果表明:合成的CLCPU表现出向列相液晶纹理,具有宽液晶相区间(30~200℃);其具有低模量((0.143±0.009)MPa)、高拉伸性(约1200%)及良好的弹性等类皮肤力学性能特点。由该CLCPU构建的TENG具有出色的电学性能(开路电压约275 V),有望应用于可穿戴式电源和生理监测领域。

基于皮肤仿体的甘油光透明效果研究

为了实现对甘油光透明效果的定量描述,引入组织仿体模拟皮肤的光学参数,分别利用双积分球系统及近红外光谱仪对含有不同浓度甘油的皮肤仿体的光学特性进行测量,研究甘油浓度变化对皮肤仿体光透明效果的影响。结果表明,在632.8nm处随甘油浓度的增加皮肤仿体的散射系数降低,光穿透深度也得到提高,最大能提高48.76%;同时,皮肤仿体在近红外波段的透射能量也随着甘油浓度的增加而增大,即总衰减系数降低,从而表明利用皮肤仿体可描述甘油引起的光透明效果与甘油浓度变化的定量关系。

光清透剂对激光疗效影响的实验研究

为了探究光清透剂在减少皮肤组织散射,提高到达靶组织激光能量方面的作用,利用皮肤仿体定量研究了可见-近红外波长下甘油的光清透效果。搭建了葡萄酒色斑激光治疗的体外模拟实验系统,研究光清透效果与多脉冲Nd∶YAG激光作用下血液凝结特性之间的定量关系。结果表明,0.5mL无水甘油涂抹在仿体表面10min后,在波长1064nm处仿体的漫反射率降低36.69%,透射率增加38.73%。将无水甘油涂抹在仿体表面4min后,仿体下毛细血管中血液凝结所需激光脉冲数目减少了25%。作用10min后,所需激光脉冲数目并未进一步减少,但血液凝结面积与4min时相比增加了34.1%。这说明甘油能有效提高病变血管对激光能量的吸收,改善葡萄酒色斑的疗效。