面向老年人穿戴式体征监测的界面分形微绒结构集成织物

基本信息
批准号:21905034
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:张楠楠
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
柔性电极功能纤维纤维状电池可穿戴编织器件柔性电子学
结项摘要

Long-term monitoring of vital signs is of great significance for the early diagnosis and warning of diseases in the elderly, for which wearable sensors provide a promising new solution. In order to advance the long-term comfort of wearable devices, the “softness” should be further improved on the basis of flexibility, while also taking into account the needs of sensitivity monitoring, thermal and humidity regulation, and avoiding frequent power charging. Based on our preliminary research on fabric-type energy harvesting and storage devices, the project will develop new integrated fabric containing functions like power supply, sensing and regulation, which also imitates the villus-arrayed structure on flexible biological surfaces, such as petals and butterfly fins, to improve the softness of devices. Our research plans to develop new methods for assembling fractal-villus-arrayed structure on flexible fiber. Based on which, different soft fiber electrodes with sensing and regulating functions were fabricated, by successively assembling the fractal-villus-arrayed conductive materials as the substrate and different functional nano materials. Through the hybrid weaving of various functional fiber electrodes, integrated fabrics with high sensitivity, softness and thermo-humid comfort, can be then constructed for monitoring vital signs of the elderly. The integrated fabric device is of great significance for realizing long-term monitoring of vital signs in the elderly, and assisting the medical staff in the early diagnosis and warning of diseases.

体征指标的长期监测对于老年人疾病早期诊断及健康安全预警具有重要意义。穿戴式传感器件为实现老年人体征指标的长期监测提供了新思路。为了改善现有器件的长期穿戴舒适性,研究需要在柔性的基础上,进一步提高“柔软度”,并同时兼顾灵敏监测、湿热调控、避免频繁供电等需求。本项目拟在织物结构能量采储器件的前期研究基础上,开发供电-传感-调控一体化的新型集成织物,并模仿花瓣、蝴蝶翅片等柔性生物体表面的微绒结构,探索提高器件柔软度的新思路。研究将以柔性纤维为基底,开发界面分形微绒结构组装的新方法;组装分形结构的导电微绒阵列,以及不同的纳米功能材料,形成触感柔软的传感及调控功能纤维电极;通过多种功能纤维电极的集成编织,形成兼具灵敏性、柔软性及湿热舒适性的老年人体征指标监测织物器件。新型织物器件对于实现老年人体征指标大数据的长期监测,辅助医护人员进行远程疾病初筛及预防预警,具有重要的意义。

项目摘要

本项目旨在开发兼具柔软性、灵敏监测、湿热调控和长效供电功能的穿戴式织物传感器件,用于人体的体征指标长期监测。研究基于纤维微电极,考察了氧化物电极生长不同阶段的非线性电反应动力学特征,探究了氧化物在脉冲电解强化条件组装过程的理论参数阈值范围;在高区率纤维电极界面上,通过电反应方法组装分形结构阵列的氧化锰等活性材料,开发了分形结构氧化物生长监控新方法;研究制备分形微绒枝晶结构电极,并探究了其在光电催化以及无感睡眠体征数据分析等方面的应用;制备了织物结构的柔性Zn/MnO2二次电池以及自供电系统,并且集成了具有逻辑判断功能的自供电传感织物,用于体征信息的监测;发表SCI论文8篇,EI论文1篇,参与编写外文专著1部,授权发明专利3项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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