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浦項科技大學(POSTECH)材料科學與工程系Sei Kwang Hahn教授和Tae Yeon Kim博士的研究小組使用金納米線開發(fā)了一種集成可穿戴傳感器設備，可有效測量和處理兩種生物同時發(fā)出信號。他們的研究成果發(fā)表在《材料》雜志上。

可穿戴設備有多種形式，如附件和貼片，在檢測物理、化學和電生理信號以進行疾病診斷和管理方面發(fā)揮著關鍵作用。最近的研究進展集中在設計能夠同時測量多個生物信號的可穿戴設備。

然而，研究主要的挑戰(zhàn)是每次信號測量所需的材料不同，會導致界面損壞、制造復雜并降低設備穩(wěn)定性。此外，這些不同的信號分析需要進一步的信號處理系統(tǒng)和算法。

不過，該團隊使用各種形狀的金(Au)納米線解決了這一問題。研究團隊將銀(Ag)納米線與金融合在一起，最初，通過涂覆銀納米線的外部來開發(fā)塊狀金納米線，抑制電偶現(xiàn)象。而后，再通過選擇性蝕刻鍍金納米線上的銀來制造空心金納米線。塊狀金納米線對溫度變化反應靈敏，而空心金納米線對應變的微小變化表現(xiàn)出高敏感性。

然后將這些納米線圖案化到由苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）聚合物制成的基板上，無縫集成，不會分離。通過利用兩種類型的金納米線（每種都具有不同的特性），他們設計了一種能夠測量溫度和應變的集成傳感器。

此外，他們還設計了一個用于信號分析的邏輯電路，利用在圖案中引入微米級波紋而產生的負規(guī)格系數(shù)。這種方法成功創(chuàng)建了智能可穿戴設備系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以捕獲信號，還可以同時分析信號。

研究開發(fā)的傳感器在檢測細微的肌肉震顫、識別心跳模式、通過聲帶震顫識別語音以及監(jiān)測體溫變化方面表現(xiàn)出了的性能。值得注意的是，這些傳感器既保持了高穩(wěn)定性，又不會對材料界面造成損壞。它們的靈活性和出色的拉伸性使它們能夠無縫地貼合彎曲的皮膚。

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/doi/10.1002/adma.202303401