Graphene, גיליון אטום של אטומי פחמן מחובר דפוס hexagonal, התקדם במהירות מסקרנות מעבדה לאחד החומרים המבטיחים ביותר עבור הדור הבא של מכשירים בריאות לבישים.בניגוד לחומרים גדולים, גרפן מציע שילוב נדיר של מוליכות חשמלית קיצונית, גמישות מכנית, שקיפות אופטית, והתאמה ביולוגית.

התכונות הייחודיות של Graphene

מוליכים חשמליים ורגישות

מוליכות החשמל של Graphene היא בין הגבוהים ביותר של כל חומר ידוע.אלקטרונס לעבור דרך 2D lattice עם מעט מאוד פיזור, המאפשר אפילו אותות ביואלקטריים חלש ביותר - כגון פוטנציאל ברמה של מילימטרים משרירים לב או פעילות עצבית - כדי להיות מזוהה עם יחסים אותות גבוהים עד רעש.זה הוא חיוני עבור מכשירים לבישים כי חייב ללכוד נתונים מדויקים ללא אפקט זיהוי של חומרים אלקטרו-מולים מסורתיים (Gacters) כי לעתים קרובות יכול להיות מדגמיים פוטנציאליים של ריכוזים בודדים של גירוי מתכת שלילי) כי הם לעתים קרובות יכול להיות ממתכת אחד (מסוגים).

גמישות ורובוסטנטיות מכניות

למרות היותה אחד עבה, גרפן חזק פי 200 פלדה.שילוב זה של גמישות וכוח מאפשר חיישנים להתאים את קווי המתאר של העור ללא סדקים או מחיקה, אפילו במהלך התנועה.חומר ניתן להעביר על תת-שכבות פולימרים גמישות, ארוג לתוך טקסטיל, או מודפס כמו דיוסים כדי ליצור מעגלים מתוחים לעמוד חוזרים על פני השטח הזה.

זמינות ובטיחות עור

Graphene אינו מעורר תגובות דלקתיות או רעילות משמעותיות כאשר במגע עם עור שלם.האינטונציה הכימית שלה וחוסר תוספים דביקים להפוך אותו מתאים ללבוש לטווח ארוך. יתר על כן, מוליכות תרמית גבוהה של גרפן מסייעת לפירוק חום שנוצר על ידי אלקטרוניקה, צמצום הסיכון של כוויות עור.כמה מחקרים אישרו כי כתמים המבוססים על גרפן נשארים נוחים ולא קבועים במשך שבועות של שימוש מתמשך של המחלה.

יישומים ב- Wearable Health Monitoring

ניטור Cardiovascular

חיישנים אלקטרו-קרדיוגרפיה מבוססי Graphene (ECG) יכולים לזהות את הפעילות החשמלית של הלב עם דיוק גבוה.בניגוד אלקטרודות ג'ל סטנדרטי, אשר יבשה וגורם לאי נוחות, אלקטרודות גרפן לשמור על קשר יציב ללא ג'לים או adhesivesives. חלק מהעיצובים משלבים גרפן ו- elastomomomomomomers למתוח כדי ליצור כתמים יבשים עצמיים שמעבירים אלחוטיים לסמארטפון מוקדם, אפילו עם phosivesive, אפילו, אפילו עם phosive לב, אפילו, יכול גם עם phosib מוקדם יותר, אפילו עם phosibdirdirdirdirib, אפילו עם phosib, עם phosive יכול גם עם phosib מוקדם יכול גם עם phosibentativedirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdhesive מאפשר שינויים קלים, עם phosivesive משנה עם phosivesib, יכול להיות בעל יכולת מדידה מוקדמת, עם phosivesive יכול להיות משתנה עם phosib, עם phosib

מטבולית וגלוקוז סנט

ניטור גלוקוז לא פולשני הוא מטרה עיקרי בניהול סוכרת. biosensors מבוסס Graphene פונקציונלי עם גלוקוז חמצוןidase או אנזימים אחרים יכול לזהות גלוקוז בזיעה, ⁇ , או נוזל בין-דתי. האזור הגדול של החומר מספק אתרי תגובה רבים, בעוד מוליכות גבוהה שלה מאפשר העברה מהירה של אלקטרונים, המוביל לקריאות בזמן אמת.

קונספירציה ו-Pulmonary Monitoring

הרגישות של Graphene מרחיבה לזהות שינויים בלחות ובזרימה אווירית.חיישנים של מתחים שנעשו מ- oxide יכול לעקוב אחר קצב הנשימה ועומק על ידי ניטור לחות בנשימה exhaled.בנוסף, חיישנים המבוססים על גרפן מוחל על החזה יכולים ללכוד שינויים נפח הריאות במהלך הנשימה.טכנולוגיות אלה מפותחות עבור זיהוי נשימה בשינה, ניהול אסטמה, ושיקום כי חיישנים גרפיניים מאוד יכול להיות משולבות לתוך סוללות קלושות.

התחממות העור וטמפרטורות

לחות וטמפרטורה של העור הם אינדיקטורים חשובים של בריאות כוללת ויכולים לשקף סימנים מוקדמים של זיהום או התייבשות תרמית של Graphene ותכונות חשמליות מאפשרות חיישנים כפולים פונקציונליים המדידה את שני הפרמטרים מאותו חומר.לדוגמה, קעקועים המבוססים על גרפן יכולים לפקח על אימפולס אפידרמאל (hydration) ושינויים התנגדות עם טמפרטורה, כל תוך שמירה על שקיפות אופטית כאלה משמשים ללבוש אתלטית והגדרות קליניות עבור אזהרות וזיהוי מותאמות אישית.

יתרונות על חומרים קונבנציונליים

בהשוואה לאלקטרודות מתכת (silver / silver chloride, זהב) או חיישנים מבוססי סיליקון, גרפן מציע כמה יתרונות נפרדים. ראשון, הרגישות שלו מאפשרת זיהוי של אותות שהם פקודות של גודל חלש, צמצום הצורך להגברה וסינון.שני, גרף אוטומטי של גרף מגע עור באופן מיידי ללא תקלות חדירות נפוצים עם מגע מתכת קשיח, חומר המיוצר לעתים קרובות רק עם לחץ כימי שלילי של תאים, אשר יכול לדחות את הפונקציונליות של חומר זהה של חומר זהה של חומר זהה נמוכה יותר, לעומת זאת, רק עם גרף נמוך יותר, רק עם גרף שלילי של חומר דבקה של חומר זה יכול להיות מופחתת של חומר דבקה של חומר דבקה של חומר דבקה, רק עם מכשירים מכני של חומר דבקה של חומר לחץ דם נמוך יותר, או ירידה של חומרת לחץ דם נמוך יותר, לעתים קרובות יותר, עם מכשירים מכני של חומר דבקה, לעתים קרובות יכול רק עם מכשירים חד גרף נמוך יותר עם מכשירים חד גרף שלילי אחד, עם מכשירים חד גרף שלילי של חומר חמצן נמוך יותר, לעומת ירידה של חומר דבקה, לעתים קרובות פחות או ירידה של חומרתרפי, 000.

אתגרים ומחקר מתמשך

ייצור קונסיסטנסיות ותפוקה גדולה

בעוד מכשירים גרפיים בקנה מידה מעבדה להפגין ביצועים מצוינים, לתרגם את התוצאות האלה אחיד, ייצור גדול דונם נשאר מאתגר. Defects, גבולות דגנים, ו-Variability שכבתית יכול לדרג תכונות חשמל והתאמה חיישן. החוקרים מפתחים באופן פעיל רול-to-roll deposition, פלזמה-enhanced sd vulhanced vulhanced כימי הדפסה כדי להשיג סרטי גרפן עקבי על תת-ת גמישים בטכניקות ייצור אלה יהיה ללבוש גרף מסחרי.

קיבולת ויציבות ארוכת טווח

Graphene הוא רגיש להשפלה סביבתית - חמצון תחת אור UV, מודעות של contaminants, ללבוש פיזי.לבוש יעיל שכבות encapsulation (למשל, תחמוצות דק, פולימרים) נדרשים להגן על החיישן תוך שמירה על גמישות.עבודה אחרונה על ואן דר Waals hetero מבנים ופולימרים עצמיים מבטיח להרחיב את המכשיר ללא ביצועים מתקדמים.

מידע ואינטגרציה

חיישני גרפן לבישים מייצרים זרמים מתמשכים של נתונים פיזיולוגיים ברזולוציה גבוהה.הפניה שהנתונים הגולמיים לתובנות בריאותיות ניתנות לפעולה דורשות אלגוריתמים חזקים להפחתה של רעש, הסרת חפצים וזיהוי דפוסים.מודלים של למידת מכונות מאומנים על נתונים גדולים כדי לזהות אנומליות כגון arrhythmias או אירועים hypoglycemic.יתר על כן, שילוב חיישנים גרפיניים עם תקשורת אלחוטית ומיקרו-כוח נמוך נשאר פתרון אמיתי חייב להיות פתרון מערכות הנדסה באמת.

עתיד של Graphene-Enabled Wearables

כמו תהליכי ייצור הבוגר, גרפן צפוי להניע דור חדש של מכשירים מרובים פונקציונליים כי לא רק לפקח על בריאות אלא גם לספק משוב או טיפולים.לדוגמה, שילוב חיישנים גרפן עם microneed סמים יכול ליצור מערכות מנעול סגור המספק אינסולין או תרופות נוגד דלקת נגד דלקת דלקת בזמן אמת.

אנליסטים בשוק צופים כי השוק העולמי המבוסס על גרפן יצמח בשיעור שנתי מורכב מעל 30% בעשור הבא, המונע על ידי הביקוש ברפואה ספורט, ניטור סבלני מרחוק, ובריאות הצרכנים, כמו גם מנהלים מוקדמים כוללים חברות כגון GrapheneDX ודמיין חומרים אינטליגנטיים, אשר יש להם חיישני גרפן מסחרי עבור hydration ו- cardiac Monitor.

לסיכום, השילוב הייחודי של גרפן של תכונות חשמליות, מכניות וביולוגיה למקם אותו כחומר יסוד עבור הדור הבא של צגים בריאותיים בעלי חיים.היכולת שלו ללכוד אותות פיזיולוגיים בעלי נאמנות גבוהה בגורם נוח, יציב טפסים מתייחס רבים של המגבלות של התקנים הקיימים.על פני ייצור נוכחי ושילוב של hurdles יפתחו אימוץ נרחב, באופן יסודי, מה שגורם יחידים ובריאות וניהול מחלות בזמן אמת.