夏季是更多中暑的季节。一种新的测量ph值的汗液传感器可以检测早期症状
2020年5月27日通过加里Elinoff与高温有关的疾病比其他天气事件造成的死亡人数更多。现在，研究人员正在设计生物监测仪——其中一些可以测量汗液中的pH值——来检测中暑的早期指标。
根据联邦统计，与高温有关的疾病像中暑是美国与天气有关的头号死因如果在剧烈运动期间或天气炎热时，人体温度超过40℃(104华氏度)，身体就会难以调节温度，并经历中暑。
但近年来，电气工程师和研究人员开发出了可穿戴设备，尤其是汗液测量传感器，以监测可能预示中暑早期症状的生物特征。
我们最近讨论了一些依赖汗液的传感器，包括:
东海大学的研究人员最近宣布，他们在汗液传感器方面取得了最新进展一种可以测量皮肤pH值的低成本传感器。
用于中暑检测的可穿戴电子传感器。图片(修改)使用courtesy of东海大学
由于pH值(酸度)与中暑密切相关，这种类似皮肤的电子传感器可以及早发现这种危及生命的疾病。由于中暑通常是无症状的，这种新颖的设备有可能成为全世界的救命稻草。
提出了中暑的检测方法
目前测量汗液pH值的方法很昂贵，而且因为它们不能随身携带，所以在实验室或临床环境之外不实用。为了实际应用，需要一种预测方法来监测皮肤的pH值水平。
在人造电子皮肤上安装一个pH值感应系统
由加内什·库马尔·马尼博士领导的东海大学科学家团队在ACS Sensors上发表了一项研究，描述了他们的发明一种皮肤酸碱度传感器，无需粘合剂即可粘附在人体皮肤上。Mani博士解释道:“我们发明的关键在于其基材:这是一种由聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的超柔性聚合物薄膜，这种材料柔韧耐用，传感器电极的其他部分可以使用高质量的沉积工艺放置在其上。”
该装置的关键部件是两根金属电极，一根由银和碘酸银制成，另一根由锑和氧化锑制成。它的工作原理是，测量到的两个电极之间的电压差与汗液的pH值成比例变化。
汗液pH传感器建立在PDMS的纳米薄片上，很容易粘附在人体皮肤上。图片由东海大学
Mani博士预测这项技术将会应用于生物医学领域，特别是个性化护肤技术。他还预计，对不同材料的PDMS纳米片进行更多的研究，也可以开启大量应用的大门。
通过蓝牙通信结果
东海大学的这种新型传感器与其他依赖汗液的生物传感器有什么共同之处?英国皇家学会界面杂志最近发表了一项研究综述用于医疗保健监测的可穿戴柔性汗液传感器其中许多研究收集了与东海研究类似的生理指标。
这项研究也解释了多少汗液传感器通过蓝牙传输结果。
传感器输出信号处理和传输到外部监控装置的示意图。图片使用的礼貌英国皇家学会界面杂志
在这个实现过程中，通过电极分析汗液中的葡萄糖、乳酸、钠和钾，并通过模拟电路进行处理。然后将其数字化，并通过蓝牙传输到智能手机上。
汗液传感器与其他可穿戴中暑设备相比如何?
市场上还有很多其他的可穿戴设备，它们不需要汗液传感器也能检测中暑。这与东海大学等大学推出的一些新型汗液传感器相比如何呢?
国家卫生研究所的一项研究使用了A传感器模块收集心率、温度、湿度和皮肤阻力等信息。然而，它并没有在原地计算中暑的风险。相反，它获取原始数据并将其传输到后端监视器。
一种可穿戴式中暑检测装置的结构。图片由林世松等
后端监视器计算中暑风险，并将结果传递给被监视的用户。这个人可以步行、骑自行车或跑较长的距离，因为劳拉是一个10公里或更多的广域网。
夏季的汗液传感器
随着夏天的临近，我们可能会看到更多的人对防中暑的汗液传感器感兴趣。东海大学研究中描述的纳米薄片似乎也将在诊断方面发挥重要作用。正如我们在汗液传感器和整个行业的可穿戴设备中所观察到的那样，低能耗蓝牙(BLE)很可能会因其低能耗而成为卓越的信息传输模式。
你曾经设计过一种可以贴在人体皮肤上的可穿戴设备吗?这个项目有哪些有趣的方面?请在下面的评论中分享你的经验。
