Mae electroneg tecstilau gwisgadwy yn ddymunol iawn ar gyfer gwireddu rheolaeth iechyd bersonol.Fodd bynnag, gall y rhan fwyaf o electroneg tecstilau yr adroddir amdanynt naill ai dargedu un signal ffisiolegol o bryd i'w gilydd neu fethu manylion penodol y signalau, gan arwain at asesiad iechyd rhannol.Ymhellach, mae tecstilau gydag eiddo a chysur rhagorol yn parhau i fod yn her.Yma, rydyn ni'n rhoi gwybod am arae synhwyrydd triboelectrig i gyd-decstilau gyda sensitifrwydd a chysur pwysedd uchel.Mae'n dangos y sensitifrwydd pwysau (7.84 mV Pa−1), amser ymateb cyflym (20 ms), sefydlogrwydd (> 100,000 o gylchoedd), lled band amledd gweithio eang (hyd at 20 Hz), a golchadwyedd peiriant (> 40 golchiad).Cafodd y TATSAs ffug eu pwytho i wahanol rannau o ddillad i fonitro'r tonnau pwls rhydwelïol a'r signalau anadlol ar yr un pryd.Fe wnaethom ddatblygu ymhellach system monitro iechyd ar gyfer asesiad hirdymor ac anfewnwthiol o glefyd cardiofasgwlaidd a syndrom apnoea cwsg, sy'n dangos cynnydd mawr ar gyfer dadansoddiad meintiol o rai clefydau cronig.
Mae electroneg gwisgadwy yn gyfle hynod ddiddorol oherwydd eu cymwysiadau addawol mewn meddygaeth bersonol.Gallant fonitro cyflwr iechyd unigolyn mewn modd parhaus, amser real ac anfewnwthiol (1-11).Gall curiad y galon a resbiradaeth, fel dwy gydran anhepgor o arwyddion hanfodol, ddarparu asesiad cywir o'r cyflwr ffisiolegol a mewnwelediadau rhyfeddol i ddiagnosis a phrognosis clefydau cysylltiedig (12-21).Hyd yn hyn, mae'r rhan fwyaf o electroneg gwisgadwy ar gyfer canfod signalau ffisiolegol cynnil yn seiliedig ar swbstradau ultrathin fel terephthalate polyethylen, polydimethylsiloxane, polyimide, gwydr, a silicon (22-26).Mae anfantais o'r swbstradau hyn i'w defnyddio ar y croen yn gorwedd ar eu fformatau planar ac anhyblyg.O ganlyniad, mae angen tapiau, Band-Aids, neu osodiadau mecanyddol eraill i sefydlu cyswllt cryno rhwng electroneg gwisgadwy a chroen dynol, a all achosi llid ac anghyfleustra yn ystod cyfnodau defnydd estynedig (27, 28).At hynny, mae gan y swbstradau hyn athreiddedd aer gwael, gan arwain at anghysur pan gaiff ei ddefnyddio ar gyfer monitro iechyd hirdymor, parhaus.Er mwyn lleddfu'r materion a grybwyllwyd uchod ym maes gofal iechyd, yn enwedig wrth eu defnyddio bob dydd, mae tecstilau craff yn cynnig ateb dibynadwy.Mae gan y tecstilau hyn nodweddion meddalwch, pwysau ysgafn, ac anadladwyedd ac, felly, y potensial ar gyfer gwireddu cysur mewn electroneg gwisgadwy.Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gwnaed ymdrechion dwys i ddatblygu systemau sy'n seiliedig ar decstilau mewn synwyryddion sensitif, cynaeafu ynni, a storio (29-39).Yn benodol, adroddwyd ymchwil lwyddiannus ar ffibr optegol, piezoelectricity, a thecstilau clyfar seiliedig ar wrthedd a ddefnyddir wrth fonitro signalau pwls ac anadlol (40-43).Fodd bynnag, mae gan y tecstilau smart hyn fel arfer sensitifrwydd isel ac un paramedr monitro ac ni ellir eu gweithgynhyrchu ar raddfa fawr (tabl S1).Yn achos mesur curiad y galon, mae'n anodd casglu gwybodaeth fanwl oherwydd yr amrywiad gwan a chyflym mewn pwls (ee, ei bwyntiau nodwedd), ac felly, mae angen sensitifrwydd uchel a pherfformiad ymateb amledd priodol.
Yn yr astudiaeth hon, rydym yn cyflwyno arae synhwyro triboelectrig i gyd-decstilau (TATSA) gyda sensitifrwydd uchel ar gyfer dal pwysedd cynnil epidermaidd, wedi'i wau ag edafedd dargludol a neilon mewn pwyth cardigan llawn.Gall y TATSA ddarparu sensitifrwydd pwysedd uchel (7.84 mV Pa−1), amser ymateb cyflym (20 ms), sefydlogrwydd (> 100,000 o gylchoedd), lled band amledd gweithio eang (hyd at 20 Hz), a gallu golchi peiriannau (> 40 golchiad).Mae'n gallu integreiddio ei hun yn gyfleus i ddillad gyda disgresiwn, cysur ac apêl esthetig.Yn nodedig, gellir ymgorffori ein TATSA yn uniongyrchol i wahanol safleoedd o'r ffabrig sy'n cyfateb i'r tonnau pwls yn safleoedd y gwddf, yr arddwrn, blaen bys a ffêr ac i'r tonnau anadlol yn yr abdomen a'r frest.Er mwyn gwerthuso perfformiad rhagorol y TATSA mewn monitro iechyd amser real ac o bell, rydym yn datblygu system monitro iechyd deallus personol i gaffael ac arbed signalau ffisiolegol yn barhaus ar gyfer dadansoddi clefyd cardiofasgwlaidd (CAD) ac asesu syndrom apnoea cwsg (SAS). ).
Fel y dangosir yn Ffig. 1A, cafodd dau TATSA eu pwytho i gyff a brest crys i alluogi monitro deinamig ac ar yr un pryd o'r signalau pwls a anadlol, yn y drefn honno.Trosglwyddwyd y signalau ffisiolegol hyn yn ddi-wifr i'r cymhwysiad terfynell symudol deallus (APP) ar gyfer dadansoddiad pellach o statws iechyd.Mae Ffigur 1B yn dangos y TATSA wedi'i bwytho i ddarn o frethyn, ac mae'r mewnosodiad yn dangos golygfa fwy o'r TATSA, a gafodd ei wau gan ddefnyddio'r edafedd dargludol nodweddiadol ac edafedd neilon masnachol gyda'i gilydd mewn pwyth cardigan llawn.O'i gymharu â'r pwyth plaen sylfaenol, y dull gwau mwyaf cyffredin a sylfaenol, dewiswyd y pwyth cardigan llawn oherwydd bod y cyswllt rhwng pen dolen yr edafedd dargludol a phen pwyth tuck cyfagos yr edafedd neilon (ffig. S1) yn arwyneb yn hytrach na phwynt cyswllt, gan arwain at ardal actio fwy ar gyfer effaith triboelectric uchel.Er mwyn paratoi'r edafedd dargludol, fe wnaethom ddewis dur di-staen fel y ffibr craidd sefydlog, a chafodd sawl darn o edafedd Terylene un-ply eu troi o amgylch y ffibr craidd yn un edafedd dargludol gyda diamedr o 0.2 mm (ffig. S2), a oedd yn gwasanaethu fel yr arwyneb trydaneiddio a'r electrod dargludo.Roedd gan yr edafedd neilon, a oedd â diamedr o 0.15 mm ac a oedd yn gwasanaethu fel arwyneb trydaneiddio arall, rym tynnol cryf oherwydd ei fod yn cael ei droelli gan edafedd digyfrif (ffig. S3).Mae Ffigur 1 (C a D, yn y drefn honno) yn dangos ffotograffau o'r edafedd dargludol ffug a'r edafedd neilon.Mae'r mewnosodiadau yn dangos eu delweddau microsgopeg electron sganio (SEM) priodol, sy'n cyflwyno croestoriad nodweddiadol o'r edafedd dargludol ac arwyneb yr edafedd neilon.Sicrhaodd cryfder tynnol uchel yr edafedd dargludol a neilon eu gallu gwehyddu ar beiriant diwydiannol i gynnal perfformiad unffurf yr holl synwyryddion.Fel y dangosir yn Ffig. 1E, cafodd yr edafedd dargludol, edafedd neilon, ac edafedd cyffredin eu dirwyn i'w conau priodol, a oedd wedyn yn cael eu llwytho ar y peiriant gwau fflat cyfrifiadurol diwydiannol ar gyfer gwehyddu awtomatig (ffilm S1).Fel y dangosir yn ffig.S4, cafodd sawl TATSA eu gwau ynghyd â brethyn cyffredin gan ddefnyddio'r peiriant diwydiannol.Gellid teilwra TATSA sengl gyda thrwch o 0.85 mm a phwysau o 0.28 g o'r strwythur cyfan i'w ddefnyddio'n unigol, gan arddangos ei gydnawsedd rhagorol â chadachau eraill.Yn ogystal, gellid dylunio TATSAs mewn lliwiau amrywiol i gwrdd â gofynion esthetig a ffasiynol oherwydd yr amrywiaeth o edafedd neilon masnachol (Ffig. 1F a ffig. S5).Mae gan y TATSAs ffug feddalwch ardderchog a'r gallu i wrthsefyll plygu neu anffurfio llym (ffig. S6).Mae Ffigur 1G yn dangos y TATSA wedi'i bwytho'n uniongyrchol i abdomen a chyff siwmper.Dangosir y broses o wau'r siwmper yn ffig.S7 a ffilm S2.Dangosir manylion ochr flaen ac ochr gefn y TATSA estynedig ar safle'r abdomen yn ffig.S8 (A a B, yn y drefn honno), a dangosir lleoliad edafedd dargludol ac edafedd neilon yn ffig.S8C.Gellir gweld yma y gellir ymgorffori'r TATSA mewn ffabrigau cyffredin yn ddi-dor ar gyfer ymddangosiad cynnil a smart.
(A) Dau TATSA wedi'u hintegreiddio i grys ar gyfer monitro signalau pwls ac anadlol mewn amser real.(B) Darlun sgematig o'r cyfuniad o TATSA a dillad.Mae'r mewnosodiad yn dangos golwg chwyddedig y synhwyrydd.(C) Ffotograff o'r edafedd dargludol (bar graddfa, 4 cm).Y mewnosodiad yw delwedd SEM trawsdoriad yr edafedd dargludol (bar graddfa, 100 μm), sy'n cynnwys dur di-staen ac edafedd Terylene.(D) Ffotograff o'r edafedd neilon (bar graddfa, 4 cm).Y mewnosodiad yw delwedd SEM o'r wyneb edafedd neilon (bar graddfa, 100 μm).(E) Delwedd o'r peiriant gwau fflat cyfrifiadurol sy'n gwehyddu'r TATSAs yn awtomatig.(F) Ffotograff o TATSAs mewn gwahanol liwiau (bar graddfa, 2 cm).Y mewnosodiad yw'r TATSA dirdro, sy'n dangos ei feddalwch rhagorol.(G) Ffotograff o ddau TATSA wedi'u pwytho'n gyfan gwbl ac yn ddi-dor i mewn i siwmper.Credyd llun: Wenjing Fan, Prifysgol Chongqing.
Er mwyn dadansoddi mecanwaith gweithio'r TATSA, gan gynnwys ei briodweddau mecanyddol a thrydanol, fe wnaethom adeiladu model gwau geometrig o'r TATSA, fel y dangosir yn Ffig. 2 A.Gan ddefnyddio'r pwyth cardigan llawn, mae'r edafedd dargludol a neilon wedi'u cyd-gloi mewn ffurfiau o unedau dolen yn y cwrs a'r cyfeiriad wale.Mae strwythur dolen sengl (ffig. S1) yn cynnwys pen dolen, braich ddolen, rhan groesi asen, braich pwyth byrbryd, a phen pwyth byrbryd.Gellir dod o hyd i ddwy ffurf ar yr arwyneb cyswllt rhwng y ddwy edafedd gwahanol: (i) yr arwyneb cyswllt rhwng pen dolen yr edafedd dargludol a phen pwyth tuck yr edafedd neilon a (ii) yr arwyneb cyswllt rhwng pen dolen yr edafedd. yr edafedd neilon a phen pwyth tuck yr edafedd dargludol.
(A) Y TATSA gydag ochrau blaen, dde ac uchaf y dolenni gweu.(B) Canlyniad efelychu dosbarthiad grym TATSA o dan bwysau cymhwysol o 2 kPa gan ddefnyddio meddalwedd COMSOL.(C) Darluniau sgematig o drosglwyddo tâl uned gyswllt o dan amodau cylched byr.(D) Canlyniadau efelychu dosbarthiad tâl uned gyswllt o dan gyflwr cylched agored gan ddefnyddio meddalwedd COMSOL.
Gellir esbonio egwyddor weithredol TATSA mewn dwy agwedd: ysgogiad grym allanol a'i wefr anwythol.Er mwyn deall yn reddfol y dosbarthiad straen mewn ymateb i ysgogiad grym allanol, defnyddiwyd dadansoddiad elfen gyfyngedig gan ddefnyddio meddalwedd COMSOL ar wahanol rymoedd allanol o 2 a 0.2 kPa, fel y dangosir yn y drefn honno yn Ffig. 2B a ffig.S9.Mae'r straen yn ymddangos ar arwynebau cyswllt dwy edafedd.Fel y dangosir yn ffig.S10, fe wnaethom ystyried dwy uned ddolen i egluro'r dosbarthiad straen.Wrth gymharu'r dosbarthiad straen o dan ddau rym allanol gwahanol, mae'r straen ar arwynebau'r edafedd dargludol a neilon yn cynyddu gyda'r grym allanol cynyddol, gan arwain at y cyswllt a'r allwthio rhwng y ddwy edafedd.Unwaith y bydd y grym allanol yn cael ei ryddhau, mae'r ddwy edafedd yn gwahanu ac yn symud oddi wrth ei gilydd.
Mae'r symudiadau cyswllt-gwahanu rhwng yr edafedd dargludol a'r edafedd neilon yn achosi trosglwyddiad tâl, sy'n cael ei briodoli i gysylltiad triboelectreiddiad ac anwythiad electrostatig.Er mwyn egluro'r broses cynhyrchu trydan, rydym yn dadansoddi trawstoriad yr ardal lle mae'r ddwy edafedd yn cysylltu â'i gilydd (Ffig. 2C1).Fel y dangosir yn Ffig. 2 (C2 a C3, yn y drefn honno), pan fydd y TATSA yn cael ei ysgogi gan y grym allanol a'r ddwy edafedd yn cysylltu â'i gilydd, mae trydaneiddio'n digwydd ar wyneb yr edafedd dargludol a neilon, a'r taliadau cyfatebol â chyferbyn. mae polareddau'n cael eu cynhyrchu ar wyneb y ddwy edafedd.Unwaith y bydd y ddwy edafedd yn gwahanu, mae taliadau positif yn cael eu hysgogi yn y dur di-staen mewnol oherwydd yr effaith ymsefydlu electrostatig.Dangosir y sgematig cyflawn yn ffig.S11.Er mwyn cael dealltwriaeth fwy meintiol o'r broses cynhyrchu trydan, rydym yn efelychu dosbarthiad posibl y TATSA gan ddefnyddio meddalwedd COMSOL (Ffig. 2D).Pan fydd y ddau ddeunydd mewn cysylltiad, mae'r tâl yn casglu'n bennaf ar y deunydd ffrithiant, a dim ond swm bach o dâl anwythol sy'n bresennol ar yr electrod, gan arwain at y potensial bach (Ffig. 2D, gwaelod).Pan fydd y ddau ddeunydd wedi'u gwahanu (Ffig. 2D, uchaf), mae'r tâl anwythol ar yr electrod yn cynyddu oherwydd y gwahaniaeth potensial, a'r potensial cyfatebol yn cynyddu, sy'n datgelu llinell dda rhwng y canlyniadau a gafwyd o'r arbrofion a'r rhai o'r efelychiadau .Ar ben hynny, gan fod electrod dargludo'r TATSA wedi'i lapio mewn edafedd Terylene a bod y croen mewn cysylltiad â'r ddau ddeunydd ffrithiant, felly, pan fydd y TATSA yn cael ei wisgo'n uniongyrchol ar y croen, mae'r tâl yn dibynnu ar y grym allanol ac ni fydd. cael ei wanhau gan y croen.
Er mwyn nodweddu perfformiad ein TATSA mewn gwahanol agweddau, darparwyd system fesur yn cynnwys generadur swyddogaeth, mwyhadur pŵer, ysgydwr electrodynamig, mesurydd grym, electromedr, a chyfrifiadur (ffig. S12).Mae'r system hon yn cynhyrchu pwysau deinamig allanol o hyd at 7 kPa.Mewn arbrawf, gosodwyd y TATSA ar ddalen blastig fflat mewn cyflwr rhydd, ac mae'r signalau trydanol allbwn yn cael eu cofnodi gan yr electromedr.
Mae manylebau'r edafedd dargludol a neilon yn effeithio ar berfformiad allbwn y TATSA oherwydd eu bod yn pennu'r wyneb cyswllt a'r gallu i ganfod y pwysau allanol.I ymchwilio i hyn, gwnaethom ffugio tri maint o'r ddwy edafedd, yn y drefn honno: edafedd dargludol gyda maint 150D/3, 210D/3, a 250D/3 ac edafedd neilon gyda maint o 150D/6, 210D/6, a 250D /6 (D, denier; uned fesur a ddefnyddir i bennu trwch ffibr edafedd unigol; mae ffabrigau â chyfrif denier uchel yn tueddu i fod yn drwchus).Yna, dewiswyd y ddwy edafedd hyn gyda meintiau gwahanol i'w gwau i mewn i synhwyrydd, a chadwyd dimensiwn y TATSA ar 3 cm wrth 3 cm gyda'r rhif dolen o 16 i gyfeiriad cymru a 10 i gyfeiriad y cwrs.Felly, cafwyd y synwyryddion gyda naw patrwm gwau.Y synhwyrydd gan yr edafedd dargludol gyda maint 150D/3 ac edafedd neilon gyda maint 150D/6 oedd y teneuaf, a'r synhwyrydd gan yr edafedd dargludol gyda maint 250D/3 ac edafedd neilon gyda maint 250D/ 6 oedd y mwyaf trwchus.O dan excitation mecanyddol o 0.1 i 7 kPa, mae'r allbynnau trydanol ar gyfer y patrymau hyn yn cael eu harchwilio'n systematig a'u profi, fel y dangosir yn Ffig. 3A.Cynyddodd folteddau allbwn y naw TATSA gyda'r pwysau cymhwyso uwch, o 0.1 i 4 kPa.Yn benodol, o'r holl batrymau gwau, roedd manyleb yr edafedd dargludol 210D/3 ac edafedd neilon 210D/6 yn darparu'r allbwn trydanol uchaf ac yn arddangos y sensitifrwydd uchaf.Dangosodd y foltedd allbwn duedd gynyddol gyda'r cynnydd yn nhrwch y TATSA (oherwydd yr arwyneb cyswllt digonol) nes bod y TATSA wedi'i wau gan ddefnyddio'r edafedd dargludol 210D/3 ac edafedd neilon 210D/6.Gan y byddai cynnydd pellach mewn trwch yn arwain at amsugno pwysau allanol gan yr edafedd, gostyngodd y foltedd allbwn yn unol â hynny.Ar ben hynny, nodir yn y rhanbarth pwysedd isel (<4 kPa), bod amrywiad llinellol sy'n ymddwyn yn dda yn y foltedd allbwn gyda phwysau wedi rhoi sensitifrwydd pwysedd uwch o 7.84 mV Pa−1.Yn y rhanbarth pwysedd uchel (> 4 kPa), arsylwyd yn arbrofol sensitifrwydd pwysedd is o 0.31 mV Pa−1 oherwydd dirlawnder yr ardal ffrithiant effeithiol.Dangoswyd sensitifrwydd pwysau tebyg yn ystod y broses groes o gymhwyso grym.Cyflwynir proffiliau amser concrid y foltedd allbwn a'r cerrynt o dan wahanol bwysau yn ffig.S13 (A a B, yn y drefn honno).
(A) Foltedd allbwn o dan naw patrwm gwau o'r edafedd dargludol (150D/3, 210D/3, a 250D/3) wedi'i gyfuno â'r edafedd neilon (150D/6, 210D/6, a 250D/6).(B) Ymateb foltedd i nifer amrywiol o unedau dolen yn yr un ardal ffabrig wrth gadw rhif y ddolen yn y cyfeiriad cymru yn ddigyfnewid.(C) Lleiniau yn dangos yr ymatebion amledd o dan bwysau deinamig o 1 kPa ac amledd mewnbwn gwasgedd o 1 Hz.(D) Gwahanol folteddau allbwn a cherrynt o dan yr amleddau 1, 5, 10, a 20 Hz.(H) Prawf gwydnwch TATSA o dan bwysau o 1 kPa.(F) Nodweddion allbwn y TATSA ar ôl golchi 20 a 40 gwaith.
Dylanwadwyd ar y sensitifrwydd a'r foltedd allbwn hefyd gan ddwysedd pwyth y TATSA, a bennwyd gan gyfanswm nifer y dolenni mewn ardal fesuredig o ffabrig.Byddai cynnydd yn y dwysedd pwyth yn arwain at grynodeb mwy strwythur y ffabrig.Mae Ffigur 3B yn dangos y perfformiadau allbwn o dan wahanol rifau dolen yn yr ardal tecstilau o 3 cm wrth 3 cm, ac mae'r mewnosodiad yn dangos strwythur uned ddolen (fe wnaethom gadw rhif y ddolen i gyfeiriad y cwrs yn 10, a rhif y ddolen yn y cyfeiriad cymru oedd 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, a 26).Trwy gynyddu nifer y ddolen, dangosodd y foltedd allbwn duedd gynyddol oherwydd yr arwyneb cyswllt cynyddol, hyd at uchafbwynt y foltedd allbwn uchaf o 7.5 V gyda rhif dolen o 180. Ar ôl y pwynt hwn, roedd y foltedd allbwn yn dilyn tueddiad gostyngol oherwydd bod y Daeth TATSA yn dynn, ac roedd gan y ddwy edafedd lai o le ar gyfer gwahanu cyswllt.Er mwyn archwilio i ba gyfeiriad y mae'r dwysedd yn cael effaith fawr ar yr allbwn, gwnaethom gadw rhif dolen y TATSA i'r cyfeiriad cymru yn 18, a gosodwyd rhif y ddolen yng nghyfeiriad y cwrs i fod yn 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, a 14. Dangosir y folteddau allbwn cyfatebol yn ffig.S14.Mewn cymhariaeth, gallwn weld bod y dwysedd yng nghyfeiriad y cwrs yn cael mwy o ddylanwad ar y foltedd allbwn.O ganlyniad, dewiswyd patrwm gwau yr edafedd dargludol 210D/3 ac edafedd neilon 210D/6 a 180 o unedau dolen i wau'r TATSA ar ôl gwerthusiadau cynhwysfawr o'r nodweddion allbwn.At hynny, gwnaethom gymharu signalau allbwn dau synhwyrydd tecstilau gan ddefnyddio'r pwyth cardigan llawn a'r pwyth plaen.Fel y dangosir yn ffig.S15, mae'r allbwn trydanol a sensitifrwydd gan ddefnyddio pwyth cardigan llawn yn llawer uwch na'r hyn sy'n defnyddio pwyth plaen.
Mesurwyd yr amser ymateb ar gyfer monitro signalau amser real.I archwilio amser ymateb ein synhwyrydd i rymoedd allanol, rydym yn cymharu'r signalau foltedd allbwn gyda'r mewnbynnau pwysau deinamig ar amledd o 1 i 20 Hz (Ffig. 3 C a ffig. S16, yn y drefn honno).Roedd y tonffurfiau foltedd allbwn bron yn union yr un fath â'r tonnau pwysedd sinwsoidaidd mewnbwn o dan bwysau o 1 kPa, ac roedd gan y tonffurfiau allbwn amser ymateb cyflym (tua 20 ms).Gellir priodoli'r hysteresis hwn i'r ffaith nad yw'r strwythur elastig wedi dychwelyd i'r cyflwr gwreiddiol cyn gynted â phosibl ar ôl derbyn y grym allanol.Serch hynny, mae'r hysteresis bach hwn yn dderbyniol ar gyfer monitro amser real.Er mwyn cael y pwysau deinamig gydag ystod amledd penodol, disgwylir ymateb amledd priodol o TATSA.Felly, profwyd nodwedd amledd TATSA hefyd.Trwy gynyddu'r amledd cyffrous allanol, arhosodd osgled y foltedd allbwn bron yn ddigyfnewid, tra cynyddodd osgled y cerrynt pan oedd yr amlder tapio yn amrywio o 1 i 20 Hz (Ffig. 3D).
Er mwyn gwerthuso ailadroddadwyedd, sefydlogrwydd a gwydnwch y TATSA, gwnaethom brofi'r foltedd allbwn a'r ymatebion cyfredol i gylchoedd llwytho-dadlwytho pwysau.Rhoddwyd gwasgedd o 1 kPa ag amledd o 5 Hz ar y synhwyrydd.Cofnodwyd y foltedd brig i'r brig a'r cerrynt ar ôl 100,000 o gylchoedd llwytho-dadlwytho (Ffig. 3E a ffig. S17, yn y drefn honno).Dangosir golygfeydd chwyddedig y foltedd a'r tonffurf cerrynt ym mewnosodiad Ffig. 3E a ffig.S17, yn y drefn honno.Mae'r canlyniadau'n datgelu ailadroddadwyedd, sefydlogrwydd a gwydnwch rhyfeddol y TATSA.Mae'r gallu i olchi hefyd yn faen prawf asesu hanfodol o'r TATSA fel dyfais sy'n cynnwys pob tecstilau.Er mwyn gwerthuso'r gallu golchi, gwnaethom brofi foltedd allbwn y synhwyrydd ar ôl i ni olchi'r TATSA â pheiriant yn ôl Dull Prawf 135-2017 Cymdeithas Cemegwyr a Lliwyddion Tecstilau America (AATCC).Disgrifir y weithdrefn golchi fanwl yn Deunyddiau a Dulliau.Fel y dangosir yn Ffig. 3F, cofnodwyd yr allbynnau trydanol ar ôl golchi 20 gwaith a 40 gwaith, a ddangosodd nad oedd unrhyw newidiadau amlwg yn y foltedd allbwn trwy gydol y profion golchi.Mae'r canlyniadau hyn yn gwirio golchadwyedd rhyfeddol y TATSA.Fel synhwyrydd tecstilau gwisgadwy, fe wnaethom hefyd archwilio perfformiad allbwn pan oedd y TATSA mewn amodau tynnol (ffig. S18), dirdro (ffig. S19), a lleithder gwahanol (ffig. S20).
Ar sail manteision niferus y TATSA a ddangosir uchod, rydym wedi datblygu system monitro iechyd symudol diwifr (WMHMS), sydd â'r gallu i gaffael signalau ffisiolegol yn barhaus ac yna rhoi cyngor proffesiynol i glaf.Mae Ffigur 4A yn dangos y diagram cynllun o'r WMHMS yn seiliedig ar y TATSA.Mae gan y system bedair cydran: y TATSA i gaffael y signalau ffisiolegol analog, cylched cyflyru analog gyda hidlydd pas-isel (MAX7427) a mwyhadur (MAX4465) i sicrhau digon o fanylion a synchroniaeth signalau rhagorol, analog-i-ddigidol trawsnewidydd yn seiliedig ar uned microcontroller i gasglu a throsi'r signalau analog i signalau digidol, a modiwl Bluetooth (sglodyn Bluetooth pŵer isel CC2640) i drosglwyddo'r signal digidol i'r cymhwysiad terfynell ffôn symudol (APP; Huawei Honor 9).Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom bwytho'r TATSA yn ddi-dor i mewn i les, band arddwrn, stondin bys, a hosan, fel y dangosir yn Ffig. 4B.
(A) Darlun o'r WMHMS.(B) Ffotograffau o'r TATSAs wedi'u pwytho i fand arddwrn, stondin bys, hosan, a strap brest, yn y drefn honno.Mesur curiad y galon ar y gwddf (C1), (D1) arddwrn, (E1) blaen bys, a (F1) ffêr.Tonffurf curiad y galon ar y gwddf (C2), (D2) arddwrn, (E2) blaen bys, a (F2) ffêr.(G) Tonffurfiau curiad y galon o wahanol oedrannau.(H) Dadansoddiad o don curiad unigol.Mynegai cynyddu rheiddiol (AIx) wedi'i ddiffinio fel AIx (%) = P2/P1.P1 yw uchafbwynt y don symud ymlaen, a P2 yw uchafbwynt y don adlewyrchiedig.(I) Cylchred pwls o'r brachial a'r ffêr.Diffinnir cyflymder tonnau curiad (PWV) fel PWV = D/∆T.D yw'r pellter rhwng y ffêr a'r brachial.∆T yw'r oediad amser rhwng brigau'r pigwrn a thonnau pwls brachial.PTT, amser cludo pwls.(J) Cymharu AIx a PWV ffêr brachial (BAPWV) rhwng iach a CAD.*P < 0.01, **P < 0.001, a ***P < 0.05.HTN, gorbwysedd;CHD, clefyd coronaidd y galon;DM, diabetes mellitus.Credyd llun: Jin Yang, Prifysgol Chongqing.
Er mwyn monitro signalau pwls gwahanol rannau'r corff dynol, fe wnaethom atodi addurniadau uchod gyda TATSAs i'r swyddi cyfatebol: gwddf (Ffig. 4C1), arddwrn (Ffig. 4D1), blaen bys (Ffig. 4E1), a ffêr (Ffig. 4F1). ), fel y manylir arno yn ffilmiau S3 i S6.Mewn meddygaeth, mae tri phwynt nodwedd sylweddol yn y don pwls: brig y don symud ymlaen P1, brig y don adlewyrchiedig P2, a brig y don ddeucrotig P3.Mae nodweddion y pwyntiau nodwedd hyn yn adlewyrchu cyflwr iechyd elastigedd rhydwelïol, ymwrthedd ymylol, a chyfyngder fentriglaidd chwith sy'n gysylltiedig â'r system gardiofasgwlaidd.Cafodd tonffurfiau pwls menyw 25 oed yn y pedwar safle uchod eu caffael a'u cofnodi yn ein prawf.Sylwch fod y tri phwynt nodwedd gwahaniaethadwy (P1 i P3) wedi'u harsylwi ar donffurf curiad y galon ar safleoedd y gwddf, yr arddwrn a'r bysedd, fel y dangosir yn Ffig. 4 (C2 i E2).Mewn cyferbyniad, dim ond P1 a P3 a ymddangosodd ar y tonffurf pwls yn safle'r ffêr, ac nid oedd P2 yn bresennol (Ffig. 4F2).Achoswyd y canlyniad hwn gan arosodiad y don waed sy'n dod i mewn a gafodd ei daflu allan gan y fentrigl chwith a'r don adlewyrchiedig o'r aelodau isaf (44).Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos bod P2 yn cyflwyno mewn tonffurfiau wedi'u mesur yn yr eithafion uchaf ond nid yn y ffêr (45, 46).Gwelsom ganlyniadau tebyg yn y tonffurfiau a fesurwyd gyda'r TATSA, fel y dangosir yn ffig.S21, sy'n dangos data nodweddiadol o'r boblogaeth o 80 o gleifion a astudiwyd yma.Gallwn weld nad oedd P2 yn ymddangos yn y tonffurfiau pwls hyn a fesurwyd yn y ffêr, gan ddangos gallu'r TATSA i ganfod nodweddion cynnil o fewn y tonffurf.Mae'r canlyniadau mesur pwls hyn yn dangos y gall ein WMHMS ddatgelu nodweddion tonnau curiad y corff uchaf ac isaf yn gywir a'i fod yn well na gweithiau eraill (41, 47).Er mwyn nodi ymhellach y gellir cymhwyso ein TATSA yn eang i wahanol oedrannau, fe wnaethom fesur tonffurfiau pwls o 80 o bynciau ar wahanol oedrannau, a dangoswyd rhywfaint o ddata nodweddiadol, fel y dangosir yn ffig.S22.Fel y dangosir yn Ffig. 4G, fe wnaethom ddewis tri chyfranogwr 25, 45, a 65 oed, ac roedd y tri phwynt nodwedd yn amlwg i'r cyfranogwyr ifanc a chanol oed.Yn ôl y llenyddiaeth feddygol (48), mae nodweddion tonffurfiau pwls y rhan fwyaf o bobl yn newid wrth iddynt heneiddio, megis diflaniad y pwynt P2, sy'n cael ei achosi gan y don a adlewyrchir yn symud ymlaen i arosod ei hun ar y don sy'n symud ymlaen trwy'r gostyngiad mewn elastigedd fasgwlaidd.Adlewyrchir y ffenomen hon hefyd yn y tonffurfiau a gasglwyd gennym, gan wirio ymhellach y gellir cymhwyso'r TATSA i wahanol boblogaethau.
Mae tonffurf pwls yn cael ei effeithio nid yn unig gan gyflwr ffisiolegol yr unigolyn ond hefyd gan amodau'r prawf.Felly, fe wnaethom fesur y signalau pwls o dan dyndra cyswllt gwahanol rhwng y TATSA a'r croen (ffig. S23) a gwahanol leoliadau canfod yn y safle mesur (ffig. S24).Gellir canfod y gall y TATSA gael tonffurfiau pwls cyson gyda gwybodaeth fanwl o amgylch y llong mewn ardal ganfod effeithiol fawr ar y safle mesur.Yn ogystal, mae signalau allbwn gwahanol o dan dyndra cyswllt gwahanol rhwng y TATSA a'r croen.Yn ogystal, byddai symudiad unigolion yn gwisgo'r synwyryddion yn effeithio ar y signalau pwls.Pan fydd arddwrn y gwrthrych mewn cyflwr statig, mae osgled y tonffurf pwls a gafwyd yn sefydlog (ffigur S25A);i'r gwrthwyneb, pan fydd yr arddwrn yn symud yn araf ar ongl o −70° i 70° yn ystod 30 s, bydd osgled tonffurf curiad y galon yn amrywio (ffig. S25B).Fodd bynnag, mae cyfuchlin pob tonffurf pwls yn weladwy, a gellir dal i gael cyfradd curiad y galon yn gywir.Yn amlwg, er mwyn sicrhau caffaeliad tonnau pwls sefydlog mewn mudiant dynol, mae angen ymchwilio i waith pellach gan gynnwys dylunio synhwyrydd a phrosesu signal pen ôl.
At hynny, i ddadansoddi ac asesu'n feintiol gyflwr y system gardiofasgwlaidd trwy'r tonffurfiau pwls caffaeledig gan ddefnyddio ein TATSA, cyflwynwyd dau baramedr hemodynamig yn unol â manyleb asesu'r system gardiofasgwlaidd, sef, y mynegai cynyddu (AIx) a chyflymder tonnau curiad y galon. (PWV), sy'n cynrychioli elastigedd rhydwelïau.Fel y dangosir yn Ffig. 4H, defnyddiwyd tonffurf pwls yn safle arddwrn y dyn iach 25 oed ar gyfer dadansoddi AIx.Yn ôl y fformiwla (adran S1), cafwyd AIx = 60%, sy'n werth arferol.Yna, casglwyd dwy donffurf curiad y galon ar yr un pryd yn safleoedd braich a ffêr y cyfranogwr hwn (disgrifir y dull manwl o fesur tonffurf pwls yn Deunyddiau a Dulliau).Fel y dangosir yn Ffig. 4I, roedd pwyntiau nodwedd y ddwy donffurf curiad y galon yn wahanol.Yna fe wnaethom gyfrifo'r PWV yn ôl y fformiwla (adran S1).Cafwyd PWV = 1363 cm/s, sef gwerth nodweddiadol a ddisgwylir gan oedolyn iach gwrywaidd.Ar y llaw arall, gallwn weld nad yw gwahaniaeth osgled tonffurf pwls yn effeithio ar fetrigau AIx neu PWV, ac mae gwerthoedd AIx mewn gwahanol rannau o'r corff yn amrywiol.Yn ein hastudiaeth, defnyddiwyd yr AIx rheiddiol.Er mwyn gwirio cymhwysedd WMHMS mewn gwahanol bobl, dewiswyd 20 o gyfranogwyr yn y grŵp iach, 20 yn y grŵp gorbwysedd (HTN), 20 yn y grŵp clefyd coronaidd y galon (CHD) rhwng 50 a 59 oed, ac 20 yn y grŵp clefyd coronaidd y galon (CHD) rhwng 50 a 59 oed. grŵp diabetes mellitus (DM).Fe wnaethom fesur eu tonnau curiad a chymharu eu dau baramedr, AIx a PWV, fel y'u cyflwynir yn Ffig. 4J.Gellir canfod bod gwerthoedd PWV y grwpiau HTN, CHD, a DM yn is o gymharu â rhai grŵp iach a bod ganddynt wahaniaeth ystadegol (PHTN ≪ 0.001, PCHD ≪ 0.001, a PDM ≪ 0.001; cyfrifwyd y gwerthoedd P gan t prawf).Yn y cyfamser, roedd gwerthoedd AIx y grwpiau HTN a CHD yn is o gymharu â'r grŵp iach ac mae ganddynt wahaniaeth ystadegol (PHTN < 0.01, PCHD < 0.001, a PDM < 0.05).Roedd PWV ac AIx y cyfranogwyr â CHD, HTN, neu DM yn uwch na'r rhai yn y grŵp iach.Mae'r canlyniadau'n dangos bod y TATSA yn gallu cael y donffurf pwls yn gywir i gyfrifo'r paramedr cardiofasgwlaidd i asesu statws iechyd cardiofasgwlaidd.I gloi, oherwydd ei nodweddion diwifr, cydraniad uchel, sensitifrwydd uchel a chysur, mae'r WMHMS sy'n seiliedig ar y TATSA yn darparu dewis amgen mwy effeithlon ar gyfer monitro amser real na'r offer meddygol drud presennol a ddefnyddir mewn ysbytai.
Ar wahân i'r don pwls, mae gwybodaeth resbiradol hefyd yn arwydd hanfodol sylfaenol i helpu i asesu cyflwr corfforol unigolyn.Mae monitro resbiradaeth yn seiliedig ar ein TATSA yn fwy deniadol na'r polysomnograffeg confensiynol oherwydd gellir ei integreiddio'n ddi-dor i ddillad ar gyfer cysur gwell.Wedi'i bwytho i mewn i strap brest elastig gwyn, cafodd y TATSA ei glymu'n uniongyrchol i'r corff dynol a'i ddiogelu o amgylch y frest ar gyfer monitro resbiradaeth (Ffig. 5A a ffilm S7).Anffurfiodd y TATSA wrth i'r asennau ehangu a chrebachu, gan arwain at allbwn trydanol.Mae'r tonffurf caffael yn cael ei wirio yn Ffig. 5B.Roedd y signal gydag amrywiadau mawr (osgled o 1.8 V) a newidiadau cyfnodol (amledd o 0.5 Hz) yn cyfateb i'r mudiant anadlol.Arosodwyd y signal amrywiad cymharol fach ar y signal amrywiad mawr hwn, sef y signal curiad calon.Yn ôl nodweddion amledd y signalau resbiradaeth a churiad calon, fe wnaethom ddefnyddio hidlydd pas-isel 0.8-Hz a hidlydd pas-band 0.8- i 20-Hz i wahanu'r signalau anadlol a churiad calon, yn y drefn honno, fel y dangosir yn Ffig. 5C .Yn yr achos hwn, cafwyd signalau anadlol a pwls sefydlog gyda gwybodaeth ffisiolegol helaeth (fel cyfradd resbiradol, cyfradd curiad y galon, a phwyntiau nodwedd y don pwls) ar yr un pryd ac yn gywir trwy osod y TATSA sengl ar y frest.
(A) Ffotograff yn dangos arddangosiad y TATSA a osodwyd ar y frest ar gyfer mesur y signal yn y pwysedd sy'n gysylltiedig â resbiradaeth.(B) Plot amser foltedd ar gyfer y TATSA wedi'i osod ar y frest.(C) Dadelfeniad y signal (B) i guriad y galon a'r tonffurf resbiradol.(D) Ffotograff yn dangos dau TATSA wedi'u gosod ar yr abdomen a'r arddwrn i fesur resbiradaeth a phwls, yn y drefn honno, yn ystod cwsg.(H) Arwyddion anadlol a churiad y galon o gyfranogwr iach.AD, cyfradd curiad y galon;BPM, curiadau y funud.(F) Arwyddion anadlol a phwls cyfranogwr SAS.(G) Arwydd anadlol a PTT o gyfranogwr iach.(H) Signal anadlol a PTT cyfranogwr SAS.(I) Perthynas rhwng mynegai cynnwrf PTT a mynegai apnoea-hypopnea (AHI).Credyd llun: Wenjing Fan, Prifysgol Chongqing.
Er mwyn profi y gall ein synhwyrydd fonitro signalau pwls ac anadlol yn gywir ac yn ddibynadwy, fe wnaethom gynnal arbrawf i gymharu canlyniadau mesur y signalau pwls a resbiradaeth rhwng ein TATSAs ac offeryn meddygol safonol (MHM-6000B), fel y manylir arno yn ffilmiau S8 ac S9.Wrth fesur tonnau pwls, gwisgwyd synhwyrydd ffotodrydanol yr offeryn meddygol ar fys mynegai chwith merch ifanc, ac yn y cyfamser, gwisgwyd ein TATSA ar ei mynegfys dde.O'r ddwy donffurf curiad y galon a gaffaelwyd, gallwn weld bod eu cyfuchliniau a'u manylion yn union yr un fath, sy'n dangos bod y pwls a fesurwyd gan y TATSA mor fanwl gywir â'r un gan yr offeryn meddygol.Wrth fesur tonnau anadliad, cysylltwyd pum electrod electrocardiograffig â phum ardal ar gorff dyn ifanc yn ôl y cyfarwyddyd meddygol.Mewn cyferbyniad, dim ond un TATSA oedd wedi'i glymu'n uniongyrchol i'r corff a'i ddiogelu o amgylch y frest.O'r signalau anadlol a gasglwyd, gellir gweld bod tueddiad amrywiad a chyfradd y signal resbiradaeth a ganfuwyd gan ein TATSA yn gyson â'r hyn gan yr offeryn meddygol.Dilysodd y ddau arbrawf cymharu hyn gywirdeb, dibynadwyedd a symlrwydd ein system synhwyrydd ar gyfer monitro signalau pwls ac anadlol.
Ar ben hynny, gwnaethom wneud darn o ddillad smart a phwytho dau TATSA wrth safleoedd yr abdomen a'r arddwrn ar gyfer monitro'r signalau anadlol a churiad y galon, yn y drefn honno.Yn benodol, defnyddiwyd WMHMS sianel ddeuol ddatblygedig i ddal y signalau pwls ac anadlol ar yr un pryd.Trwy'r system hon, cawsom signalau anadlol a pwls dyn 25 oed wedi'i wisgo yn ein dillad smart wrth gysgu (Ffig. 5D a ffilm S10) ac eistedd (ffig. S26 a ffilm S11).Gellid trosglwyddo'r signalau anadlol a phwls a gaffaelwyd yn ddi-wifr i APP y ffôn symudol.Fel y soniwyd uchod, mae gan y TATSA y gallu i ddal signalau anadlol a pwls.Y ddau arwydd ffisiolegol hyn hefyd yw'r meini prawf ar gyfer amcangyfrif SAS yn feddygol.Felly, gellir defnyddio ein TATSA hefyd i fonitro ac asesu ansawdd cwsg ac anhwylderau cysgu cysylltiedig.Fel y dangosir yn Ffig. 5 (E ac F, yn y drefn honno), fe wnaethom fesur pwls a thonffurfiau anadlol dau gyfranogwr yn barhaus, un iach a chlaf â SAS.Ar gyfer y person heb apnoea, arhosodd y cyfraddau anadlol a pwls mesuredig yn sefydlog ar 15 a 70, yn y drefn honno.Ar gyfer y claf â SAS, gwelwyd apnoea penodol am 24 s, sy'n arwydd o ddigwyddiad anadlol rhwystrol, a chynyddodd cyfradd y galon ychydig ar ôl cyfnod o apnoea oherwydd rheoleiddio'r system nerfol (49).I grynhoi, gall ein TATSA werthuso statws anadlol.
Er mwyn asesu ymhellach y math o SAS trwy signalau pwls ac anadlol, dadansoddwyd yr amser cludo curiad y galon (PTT), dangosydd anfewnwthiol sy'n adlewyrchu'r newidiadau mewn ymwrthedd fasgwlaidd ymylol a phwysau intrathorasig (a ddiffinnir yn adran S1) dyn iach a chlaf â SAS.Ar gyfer y cyfranogwr iach, arhosodd y gyfradd resbiradol yn ddigyfnewid, ac roedd y PTT yn gymharol sefydlog o 180 i 310 ms (Ffig. 5 G).Fodd bynnag, ar gyfer y cyfranogwr SAS, cynyddodd y PTT yn barhaus o 120 i 310 ms yn ystod apnoea (Ffig. 5H).Felly, cafodd y cyfranogwr ddiagnosis o SAS rhwystrol (OSAS).Pe bai'r newid mewn PTT yn lleihau yn ystod yr apnoea, yna byddai'r cyflwr yn cael ei bennu fel syndrom apnoea cwsg canolog (CSAS), a phe bai'r ddau symptom hyn yn bodoli ar yr un pryd, yna byddai'n cael ei ddiagnosio fel SAS cymysg (MSAS).Er mwyn asesu difrifoldeb SAS, dadansoddwyd y signalau a gasglwyd gennym ymhellach.Mae mynegai cynnwrf PTT, sef nifer y cyffroadau PTT yr awr (diffinnir cyffroad PTT fel gostyngiad mewn PTT o ≥15 ms sy'n para am ≥3 s), yn chwarae rhan hanfodol wrth werthuso graddau SAS.Mae'r mynegai apnoea-hypopnea (AHI) yn safon ar gyfer pennu gradd SAS (apnoea yw rhoi'r gorau i anadlu, ac mae hypopnea yn anadlu rhy fas neu gyfradd anadlol annormal o isel), a ddiffinnir fel nifer yr apneas a hypopnea fesul awr tra'n cysgu (dangosir y berthynas rhwng yr AHI a'r meini prawf graddio ar gyfer OSAS yn nhabl S2).Er mwyn ymchwilio i'r berthynas rhwng yr AHI a'r mynegai cyffro PTT, dewiswyd signalau anadlol 20 o gleifion â SAS a'u dadansoddi gyda TATSAs.Fel y dangosir yn Ffig. 5I, roedd cydberthynas gadarnhaol rhwng mynegai cyffroad PTT a'r AHI, gan fod apnoea a hypopnoea yn ystod cwsg yn achosi codiad amlwg a dros dro mewn pwysedd gwaed, gan arwain at ostyngiad yn y PTT.Felly, gall ein TATSA gael signalau pwls ac anadlol sefydlog a chywir ar yr un pryd, gan ddarparu gwybodaeth ffisiolegol bwysig ar y system gardiofasgwlaidd a SAS ar gyfer monitro a gwerthuso clefydau cysylltiedig.
I grynhoi, rydym wedi datblygu TATSA gan ddefnyddio'r pwyth cardigan llawn i ganfod gwahanol signalau ffisiolegol ar yr un pryd.Roedd y synhwyrydd hwn yn cynnwys sensitifrwydd uchel o 7.84 mV Pa−1, amser ymateb cyflym o 20 ms, sefydlogrwydd uchel o dros 100,000 o gylchoedd, a lled band amledd gweithio eang.Ar sail y TATSA, datblygwyd WMHMS hefyd i drosglwyddo'r paramedrau ffisiolegol mesuredig i ffôn symudol.Gellir ymgorffori TATSA mewn gwahanol safleoedd o ddillad ar gyfer dyluniad esthetig a'i ddefnyddio i fonitro'r signalau pwls ac anadlol mewn amser real ar yr un pryd.Gellir defnyddio'r system i helpu i wahaniaethu rhwng unigolion iach a'r rhai sydd â CAD neu SAS oherwydd ei gallu i gasglu gwybodaeth fanwl.Darparodd yr astudiaeth hon ddull cyfforddus, effeithlon a hawdd ei ddefnyddio ar gyfer mesur pwls dynol a resbiradaeth, gan gynrychioli datblygiad yn natblygiad electroneg tecstilau gwisgadwy.
Cafodd y dur di-staen ei basio dro ar ôl tro drwy'r mowld a'i ymestyn i ffurfio ffibr â diamedr o 10 μm.Mewnosodwyd ffibr dur di-staen fel yr electrod mewn sawl darn o edafedd Terylene un-ply masnachol.
Defnyddiwyd generadur swyddogaeth (Stanford DS345) a mwyhadur (LabworkPa-13) i ddarparu signal pwysedd sinwsoidal.Defnyddiwyd synhwyrydd grym amrediad deuol (Vernier Software & Technology LLC) i fesur y pwysau allanol a roddir ar y TATSA.Defnyddiwyd electromedr system Keithley (Keithley 6514) i fonitro a chofnodi foltedd allbwn a cherrynt y TATSA.
Yn ôl Dull Prawf AATCC 135-2017, fe wnaethom ddefnyddio'r TATSA a digon o falast fel llwyth 1.8-kg ac yna eu rhoi mewn peiriant gwyngalchu masnachol (Labtex LBT-M6T) i berfformio cylchoedd golchi peiriannau cain.Yna, fe wnaethom lenwi'r peiriant golchi gyda 18 galwyn o ddŵr ar 25 ° C a gosod y golchwr ar gyfer y cylch golchi a'r amser a ddewiswyd (cyflymder cynnwrf, 119 strôc y funud; amser golchi, 6 munud; cyflymder troelli terfynol, 430 rpm; terfynol; amser troelli, 3 mun).Yn olaf, cafodd y TATSA ei hongian yn sych mewn aer llonydd ar dymheredd ystafell heb fod yn uwch na 26 ° C.
Cyfarwyddwyd y testynau i orwedd mewn sefyllfa oruchel ar y gwely.Gosodwyd y TATSA ar y safleoedd mesur.Unwaith y bydd y pynciau mewn sefyllfa supine safonol, maent yn cynnal cyflwr hollol hamddenol am 5 i 10 munud.Yna dechreuodd y signal pwls fesur.
Mae deunydd atodol ar gyfer yr erthygl hon ar gael yn https://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/11/eaay2840/DC1
Ffig. S9.Canlyniad efelychu dosbarthiad grym TATSA o dan bwysau cymhwysol ar 0.2 kPa gan ddefnyddio meddalwedd COMSOL.
Ffig. S10.Canlyniadau efelychu dosbarthiad grym uned gyswllt o dan y pwysau cymhwysol ar 0.2 a 2 kPa, yn y drefn honno.
Ffig. S11.Darluniau sgematig cyflawn o drosglwyddo gwefr uned gyswllt o dan amodau cylched byr.
Ffig. S13.Foltedd allbwn parhaus a cherrynt TATSA mewn ymateb i'r pwysau allanol a ddefnyddir yn barhaus mewn cylch mesur.
Ffig. S14.Ymateb foltedd i nifer amrywiol o unedau dolen yn yr un ardal ffabrig wrth gadw rhif y ddolen yn y cyfeiriad cymru yn ddigyfnewid.
Ffig. S15.Cymhariaeth rhwng perfformiadau allbwn y ddau synhwyrydd tecstilau gan ddefnyddio'r pwyth cardigan llawn a'r pwyth plaen.
Ffig. S16.Lleiniau yn dangos ymatebion amledd ar bwysedd deinamig 1 kPa ac amledd mewnbwn pwysau o 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 18, a 20 Hz.
Ffig. S25.Mae folteddau allbwn y synhwyrydd pan oedd y pwnc yn yr amodau statig a mudiant.
Ffig. S26.Ffotograff yn dangos y TATSAs a osodwyd ar yr abdomen a'r arddwrn ar yr un pryd ar gyfer mesur resbiradaeth a churiad y galon, yn y drefn honno.
Mae hon yn erthygl mynediad agored a ddosberthir o dan delerau trwydded Creative Commons Attribution-NonCommercial, sy'n caniatáu defnydd, dosbarthiad, ac atgynhyrchu mewn unrhyw gyfrwng, cyn belled nad yw'r defnydd canlyniadol ar gyfer mantais fasnachol ac ar yr amod bod y gwaith gwreiddiol yn gywir. dyfynnwyd.
SYLWCH: Dim ond fel bod y person rydych chi'n argymell y dudalen yn ei argymell y byddwn ni'n gofyn am eich cyfeiriad e-bost yn gwybod eich bod chi eisiau iddyn nhw ei gweld, ac nad post sothach yw e.Nid ydym yn dal unrhyw gyfeiriad e-bost.
Gan Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Datblygwyd synhwyrydd triboelectrig i gyd-decstilau gyda sensitifrwydd pwysedd uchel a chysur ar gyfer monitro iechyd.
Gan Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Datblygwyd synhwyrydd triboelectrig i gyd-decstilau gyda sensitifrwydd pwysedd uchel a chysur ar gyfer monitro iechyd.
© 2020 Cymdeithas America er Hyrwyddo Gwyddoniaeth.Cedwir pob hawl.Mae AAAS yn bartner i HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef a COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Amser post: Mawrth-27-2020