具有高透湿性多孔PDMS使可穿戴电子设备更亲近皮肤

具有高透湿性多孔PDMS使可穿戴电子设备更亲近皮肤

具有高透湿性多孔PDMS使可穿戴电子设备更亲近皮肤

韩国科学技术高等研究院(KAIST)研发了一种新的制备技术可制造出薄的,基于有机硅的贴剂,可迅速将水分从皮肤上吸走。该技术可以减少由于可穿戴生物传感器将汗水困在其下而引起的发红和瘙痒。该技术是由生物工程师兼CHOIST的Young-Ho Cho教授及其同事开发的,并在上个月的《 Scientific Reports》杂志上进行了报道。

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通过混合PDMS,甲苯,柠檬酸和乙醇,可在PDMS膜上形成更小,更均匀的孔。甲苯稀释了PDMS,因此可以轻松地与其他两种成分混合。然后将甲苯和乙醇蒸发,从而使柠檬酸在PDMS材料中结晶。将该混合物置于模具中,在其中固化成薄膜。然后使用乙醇除去晶体,在其位置留下孔。

乔教授解释说:"可穿戴生物电子器件越来越有吸引力,它可以日常监测汗液中的生物化合物,例如激素或葡萄糖,以及体温,心率和能量消耗。" 他补充说:"但是目前可用的材料会引起皮肤刺激,因此科学家正在寻找改善皮肤的方法。"

可连接的生物传感器通常使用称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的有机硅基化合物,因为与其他材料相比,它具有较高的水蒸气透过率。不过,这个速度仅是皮肤水分蒸发速度的三分之二,这意味着汗水仍然被困在皮肤下面。

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当前的制造方法将PDMS与珠或溶质(如糖或盐)混合,然后将其除去以在其位置留下孔。另一种技术使用气体在材料中形成孔。每种技术都有其缺点,从昂贵和复杂到留下不同大小的孔。

由KAIST生物与脑工程学系的Cho教授领导的一组研究人员能够通过在PDMS中结晶柠檬酸然后使用乙醇去除晶体来形成均匀的小孔。该方法比使用珠子便宜得多,与使用糖相比,这种方法可缩小93.2%的孔,并增加425%的均匀大小的孔。重要的是,该膜传输水蒸气的速度是人类皮肤的2.2倍。

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该团队在人体皮肤上测试了7天的膜,发现该膜仅引起轻微的红肿和无瘙痒。

Cho教授说:"我们的方法可用于制造用于皮肤附着设备的多孔PDMS膜,该膜可用于日常监测生理信号。"

他补充说:"我们下一步计划修改我们的膜,使它更容易附着在皮肤上或从皮肤上去除。"