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这个极其精确的贴片式体温计，算是近期可穿戴界的惊喜了日本东京大学与美国德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员共同开发出了可使用印刷工艺制造的“柔性体温计（ultra-thin thermometer）”，研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）的电子版中。 体温计非常柔软，可以像创可贴一样贴在皮肤上使用，只需将它粘贴或包裹在待测物体周围，就可以监测其温度的微小波动。 这种材料用半晶质丙烯酸酯聚合物复合材料和石墨合成出的，它的电阻随着温度升高而增大，这种正相关性被称为“聚合物PTC（Positive Temperature Coefficient：正温度系数）”。 在合成聚合物时，采用改变两种单体混合比例的方法，使得响应温度可在体温附近调整。具体就是，通过改变丙烯酸十八酯和丙烯酸丁酯这两种物质在聚合物中的比例，使其可以监测区间在25~50℃间调整。所以它非常适合作为测量体温用的温度传感器。而原来调整聚合物PTC响应温度的方法是改变分子量，因此响应温度的控制性低。 体温计非常薄，只有15μm，相当于人类头发的1/4；弯曲半径是700μm，就像前文说的可以贴在活体表面，像创可贴一样。 它有超高的灵敏度（20mk[K是开尔文，mk是开尔文的千分之一]）和响应速度（低于100ms）。灵敏度越高，精确度就越高。比如呢，灵敏度低的温度计改变1℃才能有反应，但是这种材料20mk的高灵敏度意味着，在25摄氏度的时候，温度改变0.02度就可以被检测到，是不是很鹅妹子嘤！而低于100ms的响应速度就是如果温度改变，温度传感器的电阻会在100ms之内发生随之改变。 体温计可测量的温度区间是25~50℃，简直完美覆盖了人体体温区域（34.7℃~38℃不等）。研究小组还制作出了利用印刷工艺集成了有机晶体管有源矩阵的12点×12点的多点温度计。并实时测量了表面温度的分布。它可以精确测出恒温动物肺部的温度稳定性，包括肺部的核心温度和吸入空气温度的差别等等。 研究小组将此次开发的温度传感器贴在老鼠的肺表面，测量了伴随呼吸运动的温度变化。结果发现，尽管外界气温（25℃）与体温（37℃）差距很大，老鼠的肺在呼气和吸气时的温度差却只有大约0.1℃。实验表明：恒温动物可精准地保持恒定体温。 柔性体温计的设想用途是监测婴儿体温，尽早发现身体异常；贴在术后患处监测炎症导致的发热；还可以用于测量运动中衣服内侧的体温，以便开发功能性运动服等等。试验时，体温计连续使用次数达到接近2000次，今后研究小组将进一步减小厚度，提高可反复测量的次数，争取3年内实现商品化。 作为亚洲常年第一的大学，东大对柔性材料的研究有不少成果，比如太阳能臂环、带有传感器的透明塑料有机薄膜以及智能尿布等等。 太阳能臂环 是由一块柔性非晶硅太阳能电池板、一个压电式扬声器、一个体温传感器和一个电源短路组成。所有零部件均采用有机材料制成，可直接与皮肤接触。这个臂环可用于监测患者体征。当患者体温过高时，还可发出警告。 有机薄膜 的厚度只有2μm，而且柔韧性相当好，可弯曲、可拉伸，也可折叠。哪怕是放在潮湿的环境，也不会影响到它的性能。它完全可以粘附到人体任何部位，而佩戴者几乎感觉不到它的存在。即使监测对象在不停活动，传感器也不会发生位移、脱落及破损，可以稳定地监测体征信息。验证实验结果表明，传感器可以精确测量物理量（应变）和生理电信号（心电）。 智能尿布 通过传感器，可以让尿不湿探测宝宝是否尿尿，再通过无线通讯，及时将信息发送给监护人。传统的尿不湿需要监护人不断检查小孩子是否尿尿或者哭闹，如果是电子传感器的方式，就省去了这个麻烦。这项技术可以将传感线路整合在薄膜上，每个售价只要几日元，感觉世界一下子变得美好起来了。 以上这些研究都是由Takao Someya教授和他的团队进行的。Takao教授一直从事具有柔性、大面积等特点的有机器件的开发。教授瞄准的目标不仅仅是贴在人体表面的用途，他表示，有机器件还将应用于植入式器件。 |