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  科技的發(fā)展和生活方式的變化使我們更加關(guān)注自身的健康。全天候運(yùn)動(dòng)追蹤手機(jī)、心臟檢測(cè)腕表等為代表的智能設(shè)備能夠便捷地感知個(gè)體的健康狀態(tài)。
  最近Advanced Functional Materials（2016, 26, 3640）報(bào)道了南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院高分子系和生命化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心沈群東教授課題組的一項(xiàng)研究。碩士研究生韓煦和陳昕發(fā)明了一種小型、低成本的鐵電高分子柔性傳感器，簡(jiǎn)單地貼合在手腕等部位，能夠即時(shí)采集體淺表動(dòng)脈的脈搏信號(hào)，獲得波形、波強(qiáng)、波速、節(jié)律等與心血管功能密切相關(guān)的參數(shù)；傳感器也能追蹤不同生理狀態(tài)下，如健身和服藥狀態(tài)下的脈搏波形變化，評(píng)估運(yùn)動(dòng)或血管擴(kuò)張藥的效果。
  傳感器的核心部件是鐵電高分子薄膜。這是一種特殊的功能材料，具有永久的極性，能夠感受到微弱的壓力而發(fā)生極性的變化。橈動(dòng)脈的脈搏壓力變化不僅包括心臟輸出的主波，還包括次級(jí)信號(hào)，如反射波或重搏波。鐵電高分子材料的極化時(shí)間在納秒數(shù)量級(jí)，且沒有記憶效應(yīng)，能夠精確區(qū)分主次級(jí)信號(hào)。傳感器在脈壓下借助薄膜自身的壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自供電驅(qū)動(dòng)。借助半導(dǎo)體高分子層載流子傳輸能力的變化，該器件輸出可讀的電流信號(hào)，能耗也僅為微瓦級(jí)，用一�？凼戒囯姵仳�(qū)動(dòng)預(yù)計(jì)可工作兩年，與智能手機(jī)等相整合，非常適合于構(gòu)建移動(dòng)的健康檢測(cè)平臺(tái)。該器件具有較好的柔性和生物相容性，可緊密地貼合在腕部、手指、足腕、頸部、額頭的皮膚上，在彎曲狀態(tài)下的響應(yīng)不受影響，未封裝的器件保持了較好穩(wěn)定性。
  該研究采集了不同測(cè)試對(duì)象或運(yùn)動(dòng)前后的脈搏信號(hào)，用于評(píng)估心血管系統(tǒng)的即時(shí)狀態(tài)。對(duì)常用血管擴(kuò)張藥物（硝酸甘油）進(jìn)行的動(dòng)物試驗(yàn)表明，藥物導(dǎo)致脈壓和心率的波動(dòng)。研究的下一步目標(biāo)是即時(shí)信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸，結(jié)合專門的手機(jī)App，實(shí)時(shí)收集與上傳用戶的健康數(shù)據(jù)，建立個(gè)性化的健康檔案，實(shí)現(xiàn)在線評(píng)估心血管系統(tǒng)，從而定制合適個(gè)人的健身和心臟藥物服用計(jì)劃。該材料的研究曾入圍2016春季Materials Research Society（美國材料研究學(xué)會(huì)）iMatSci的二十個(gè)參展項(xiàng)目。

  本研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃的資助。