可涂漆电极可为创意多彩的可穿戴传感器提供动力

宾夕法尼亚州立大学的工程师正在将艺术与科学融为一体,创造出可爱的彩绘纹身,能够记录身体产生的不同电信号,比其他可穿戴传感器设计具有更高的灵敏度、耐用性和准确性。

来源:宾夕法尼亚州立大学

除了可定制之外,该团队还报告说,由电极供电的传感器响应极其灵敏。张解释说,将材料直接涂在皮肤上可以使其更好地贴合皮肤的纹理,从而改善测量结果。为了增强电极和它们所通知的传感器之间的稳定性,电极的连接区域被涂在放置在皮肤上的多孔银色织物上(几乎像金属织物)。湿墨水在硬化并粘附到皮肤表面之前流入纺织品中。然后将连接部分夹到较大电气模块的端口中,该模块用胶带粘在佩戴者衣服下面的皮肤上。这个更大的模块使用蓝牙将墨水收集的电信号无线传输到计算机。

纺织品的多孔结构使电极能够拉伸至原始尺寸的 150% 以上而不会断裂,同时更均匀地粘附在皮肤纹理上并有效记录电信号。

“在使用其他材料的多天时间里,汗水和湿气会积聚在电极界面上,可能会导致刺激或与皮肤断开,”Cheng 说。 “通过使用多孔结构,我们可以让水分或头发更好地穿过材料,使电极更具导电性、粘合性和舒适性。”

在一项实验中,研究小组表明,涂漆电极可以有效跟踪合著者在 12 小时的日常活动中的心电图读数,而在另一项测试中,另一位合著者在整个锻炼过程中跟踪他们的读数,证明电极即使在体力活动期间也能保持粘附性和准确性。在另一项测试中,研究小组跟踪了合著者前臂的肌电图信号,并将其输入机器人假肢,使个人能够在不接触机器人手的情况下控制它。