足部行为能够反应人体的很众心理很是，于是运动步态成为康健监测中的首要目标。用于步态监测的柔性的探讨聚合正在高活络度、宽事业鸿沟、急迅相应和低检测限等方面，但正在弹性、抗菌活性、用户友爱性和永远安定性等方面还是存正在离间。
2024年2月28日，西安大学郝跃院士团队的常晶晶教员和李迎春博士动作通信作家正在《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志正在线公布了题为“Capacitive Pressure SensorCombining Dual Dielectric Layerswith Integrated Composite Electrode for Wearable Healthcare Monitoring”的事业。该探讨通过安排双介电层和一体化电极制备了一种低检测限和宽检测鸿沟、高活络、疾相应和高安定的柔性电容式压力传感器，并基于此集成可穿着设置用于步态监测，能够助助白叟、小孩和中风患者警示摔倒危急和步态很是。该柔性压力传感器的双介电层、一体化电极和微组织安排付与了智能鞋垫优异的传感机能、回弹性、抗菌活性、佩带畅疾性及永远安定性效用；集成该传感器制备的智能鞋垫还具有正确鉴别呆板刺激的本领，能够通过足底压力分散识别康健状态，随时随地做用户的康健管家。
通过静电纺丝手艺和模板法制备了一种集成了双层介电层和众层微组织的柔性电容压力传感器，创制本领简易、经济、安定、易于批量坐蓐。此中，基于优化的静电纺丝收集和微柱阵列制备双介电层，明显普及了传感器的活络度、检测鸿沟、弹性和抗菌机能；采用碳纳米管(CNTs)、二维碳化钛Ti3C2Tx (MXene)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备一体化柔性电极复合原料，并通过微组织安排普及传感机能，正在电导率、安定性、活络度和适用性方面具有协同上风。其余，将所报道的压力传感器与便携式微型检测仪集成安排了一种智能鞋垫，并将收集到的数据无线传输得手机，为及时监测步态和无创检测疾病供应了前沿的治理计划，为将来可穿着设置和性子化医疗手艺的供应参考（图1）。
采用有限元剖析模仿了传感器微组织正在压缩历程中的应力分散和应力转移，出现正在压缩历程中，传感机理可分为细小、中等和大举度三个阶段，阔别对应众层组织传感器中差别层的微组织转移。文中安排了力电耦合平台进一步探讨电容式压力传感器的传感机能，探讨出现该传感用具有低检测限和宽检测鸿沟（1 Pa - 2 MPa）、高活络(活络度0。091 kPa⁻¹)、疾相应（71 ms响适时间）和高安定（6000 次安定轮回）的特质（图2）。
所开辟的电容式压力传感用具有优异的压力传感特征，能够集成到鞋垫中，用于识别步态和足底压力分散，有助于糖尿病足和中风等疾病的早期诊断和预警。但因为永远衣着没有抗菌活性的鞋垫会鼓励无益细菌的发展，于是优良的抗菌机能对智能鞋垫也极端首要。还通过正在37℃下共提拔革兰氏阴性菌大肠杆菌(E。 coli)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S。 aureus) 12 h，对TPU和TPU/AgNPs静电纺丝收集的抗菌机能举办了比拟探讨，出现TPU/AgNPs电纺丝膜具有优良的抗菌活性，为智能鞋垫和其他可穿着医疗保健产物供应优异的候选原料（图3）。
基于该压力传感器优异的机能，本文还创制了一个4×4的压力传感器阵列，能够检测出差别物体正在传感器阵列上的压力分散。还将8个压力传感器与便携式设置集成正在一齐制成智能鞋垫，并通过蓝牙传输数据信号和提示得手机，能够随时随地举办运动监测和疾病预警。比方，通过步调的频率转移举办运动计数；通过察看行走历程中足跟、足底和前足压力分散的转移，反应中风患者和糖尿病患者的步态转移；通过对压力场所、频率或幅度的陡然很是信号感知，触发颠仆警惕，对白叟和小孩的监护极端有助助（图4）。
图4 4×4传感器阵列上差别物体的压力分散以及由8个传感器构成的智能鞋垫上的足底压力分散
以上探讨成绩由西安电子科技大学李欣樾（硕士生）、西北大学刘彦楠副教员、西安电子科技大学丁雅蓉（硕士生）、张苗博士、林珍华教员、郝跃院士、李迎春博士和常晶晶教员配合结束。该事业获得了邦度自然科学基金、邦度核心研发规划、陕西省自然科学基金、数字医学工程世界核心测验室和中心高校基础科研交易费等项方针资助。
原文题目：基于“双介质层+一体化电极”的电容式压力传感器，用于可穿着医疗监测
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