新的电路可以直接印在人体皮肤上，以帮助监测生命体征

一项新的研究发现，新的电路可以直接印在人体皮肤上，以帮助监测生命体征。

可穿戴电子产品正变得越来越舒适和强大。这类设备发展的下一步可能包括将电子产品直接印在皮肤上，以便更好地监测和与人体的接触。

科学家们打算利用一种烧结的方法，即利用热熔合金属纳米粒子，直接在皮肤、织物或纸张上制造电路。然而，对于人体皮肤来说，烧结通常需要太高的热量。其他将金属纳米粒子熔合到电路中的技术，如激光、微波、化学药品或高压，对皮肤也同样危险。

在这项新的研究中，研究人员开发了一种在室温下烧结银纳米粒子的方法。这一进展背后的关键是所谓的烧结辅助层，由可生物降解的聚合物糊和添加剂如二氧化钛或碳酸钙组成。

烧结辅助层中的正电荷中和了银纳米粒子可能从墨水中的其他化合物积聚的负电荷。这项研究的资深作者、宾夕法尼亚州立大学的机械工程师Huanyu Cheng表示，这意味着印刷在烧结辅助层上的银纳米粒子聚集在一起所需的能量更少。

烧结辅助层也为印刷在其上的电路创造了一个光滑的基底。这反过来提高了这些电路在弯曲、折叠、扭曲和起皱时的性能。

在实验中，科学家们把银纳米颗粒电路设计和烧结辅助层放在一个木制图章上，然后压在人的手背上。接下来，他们用一个吹风机来冷却墨水中的溶剂。洗个热水澡就可以很容易地去除掉这些回路，而无需担心损伤皮肤底层。

电路烧结后，他们可以帮助研究人员测量体温、皮肤湿度、血氧、心率、呼吸频率、血压和身体电信号，如心电图（ECG或EKG）读数。Cheng说，这些传感器的数据与传统的商业传感器相比，甚至更好，这些传感器只是贴在皮肤上。

科学家们还利用这项新技术在一张纸卡上制造了柔性电路，并在其上添加了一块现成的商用芯片，以实现无线连接。他们将这种柔性的纸基电路板贴在衬衫袖子的内侧，并显示它可以收集和传输打印在皮肤上的传感器的数据。

“通过使用一种新型的烧结辅助层，我们的方法可以使金属纳米粒子在低温甚至室温下烧结，而其他方法的烧结温度只有几百摄氏度，”Cheng说，“这些皮肤印刷的传感器与其他扩展模块相比，具有更高的信号质量和更好的性能，为健康监测提供了一系列可穿戴电子产品。”

Cheng说，科学家们现在对将这些传感器应用于心肺疾病的诊断和治疗很感兴趣，这些疾病包括COVID-19、肺炎和纤维化肺病。这种传感技术还可用于跟踪和监测海洋哺乳动物。

科学家们在9月11日的ACS Applied Materials & Interfaces杂志上详细介绍了他们的发现。  

责任编辑：xj

原文标题：把这些电路直接印在皮肤上？工程师可直接在皮肤上打印可穿戴式传感器

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