通過(guò)靜電紡絲制備的明膠納米纖維薄膜，其拉伸實(shí)效應(yīng)力為35 MPa，比傳統(tǒng)聚丙烯酰胺水凝膠（<0.2 MPa）強(qiáng)，韌性是網(wǎng)狀水凝膠（0.2-1.0 MPa）、一些工程塑料如聚乙烯薄膜（16 MPa）和聚砜（1-10 MPa）的兩倍。通過(guò)高溫處理將其加工成具有高導(dǎo)電性的氧化石墨烯膜。提供了使用明膠制備氧化石墨烯膜的簡(jiǎn)單方法。使用氧化石墨烯膜制造高靈敏度和響應(yīng)性可穿戴傳感器，其能夠進(jìn)行聲音識(shí)別、心動(dòng)圖記錄和脈沖光譜測(cè)量。心尖心電圖與血流動(dòng)力學(xué)心臟健康密切相關(guān)，反映了心室收縮、射血、心臟舒張、半月瓣開(kāi)/關(guān)、房室瓣膜開(kāi)/關(guān)等心臟過(guò)程。開(kāi)發(fā)的心臟傳感器可用于測(cè)量動(dòng)脈僵硬度指數(shù)、脈沖譜的衍生物，可用于評(píng)估動(dòng)脈壁僵硬度和健康狀況。使用開(kāi)發(fā)的傳感器，可以將檢測(cè)結(jié)果無(wú)線中傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備以進(jìn)行個(gè)人心臟健康監(jiān)測(cè)。

Figure 1. CGF傳感器的制造工藝和結(jié)構(gòu)：a）傳感器制造過(guò)程的示意圖；b）納米纖維明膠膜的SEM圖像，比例尺：2μm；c）使用尺寸為3cm×2.5 cm×1mm的明膠納米纖維膜提升600g水瓶子的示意圖；d）明膠納米纖維膜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；1（黑色曲線）：明膠膜，2（紅色曲線）：聚乙烯薄膜。

Figure 2. CGF的表征：a）在300-800℃下處理的CGF的拉曼光譜和TGA曲線；b）在800℃下碳化的CGF的高分辨率TEM圖像；c）在800℃碳化的CGF的XPS C1s光譜；d）在300-800℃碳化的CGF的XPS C1s和N 1s光譜；不同處理溫度下N 1s與C ls的面積比；e）CGF的電導(dǎo)率隨碳化溫度的變化；f）PDMS表面上CGF的SEM截面圖。

Figure 3. CFG傳感器的應(yīng)用和心動(dòng)周期示意圖：a）電阻隨施加的壓力而變化；b-e）當(dāng)佩戴者說(shuō)“嗨”，說(shuō)“你好”，說(shuō)“科學(xué)”和呼吸時(shí)，實(shí)時(shí)阻力發(fā)出信號(hào)；f）檢測(cè)到26歲志愿者的心跳時(shí)，實(shí)時(shí)阻力信號(hào)；g）（f）的局部放大；h）ACG信號(hào)心動(dòng)周期響應(yīng)五個(gè)階段的示意圖。

Figure 4. CFG傳感器在橈動(dòng)脈傳感中的應(yīng)用：a）脈搏檢測(cè)的照片；b）檢測(cè)26歲志愿者的脈搏時(shí)，實(shí)時(shí)電阻信號(hào)；c）（b）的局部放大；d）（c）的局部放大；e）檢測(cè)26歲志愿者的脈搏時(shí)，實(shí)時(shí)電容信號(hào)；f）（e）的局部放大；g）使用智能手機(jī)監(jiān)視脈搏拍的示意圖和智能手機(jī)中檢測(cè)結(jié)果的圖像。

相關(guān)研究成果于2019年由中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)春應(yīng)化所張強(qiáng)課題組，發(fā)表在Adv. Mater. Technol.（DOI: 10.1002/admt.201900540）上。原文：Graphene Oxide Films Prepared Using Gelatin Nanofibers as Wearable Sensors for Monitoring Cardiovascular Health。

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