Tha electronics aodach so-ruigsinneach gu math ion-mhiannaichte airson riaghladh slàinte pearsanaichte a thoirt gu buil.Ach, faodaidh a’ mhòr-chuid de electronics aodach a chaidh aithris an dàrna cuid cuimseachadh bho àm gu àm air aon chomharra fios-eòlais no a bhith ag ionndrainn mion-fhiosrachadh soilleir nan comharran, a’ leantainn gu measadh slàinte pàirt.A bharrachd air an sin, tha aodach le deagh sheilbh agus comhfhurtachd fhathast na dhùbhlan.An seo, bidh sinn ag aithris sreath mothachaidh uile-aodaich triboelectric le cugallachd cuideam àrd agus comhfhurtachd.Tha e a’ taisbeanadh cugallachd cuideam (7.84 mV Pa−1), ùine freagairt luath (20 ms), seasmhachd (> cearcallan 100,000), leud-bann tricead obrach farsaing (suas gu 20 Hz), agus comas nighe inneal (> 40 nighe).Chaidh na TATSAn dèanta a fhighe a-steach do dhiofar phàirtean de dh’ aodach gus sùil a chumail air tonnan cuisle arterial agus comharran analach aig an aon àm.Leasaich sinn tuilleadh siostam sgrùdaidh slàinte airson measadh fad-ùine agus neo-ionnsaigheach air galair cardiovascular agus syndrome apnea cadail, a tha a’ nochdadh adhartas mòr airson mion-sgrùdadh cainneachdail air cuid de ghalaran leantainneach.
Tha electronics so-ruigsinneach a’ riochdachadh cothrom air leth mar thoradh air na tagraidhean gealltanach aca ann an leigheas pearsanaichte.Faodaidh iad sùil a chumail air staid slàinte neach ann an dòigh leantainneach, fìor-ùine agus neo-ionnsaigheach (1-11).Faodaidh cuisle agus faochadh, mar dà phàirt riatanach de shoidhnichean deatamach, measadh ceart a thoirt seachad air an staid eòlas-inntinn agus seallaidhean iongantach air breithneachadh agus prognosis ghalaran co-cheangailte (12-21).Gu ruige seo, tha a’ mhòr-chuid de electronics so-ruigsinneach airson a bhith a’ lorg comharran fios-eòlasach seòlta stèidhichte air fo-stratan ultrathin leithid polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, polyimide, glainne, agus silicone (22-26).Tha ana-cothrom de na fo-stratan sin airson an cleachdadh air a’ chraiceann na laighe air na cruthan planar agus teann aca.Mar thoradh air an sin, tha feum air teipichean, Band-Aids, no tàmh-àirneisean meacanaigeach eile gus ceangal teann a stèidheachadh eadar electronics so-ruigsinneach agus craiceann daonna, a dh’ fhaodadh irioslachd agus mì-ghoireasachd adhbhrachadh rè amannan cleachdaidh fada (27, 28).A bharrachd air an sin, tha droch thruailleadh èadhair aig na fo-stratan sin, a’ leantainn gu mì-chofhurtachd nuair a thèid an cleachdadh airson sgrùdadh slàinte fad-ùine, leantainneach.Gus na cùisean a chaidh ainmeachadh roimhe ann an cùram slàinte a lughdachadh, gu sònraichte ann an cleachdadh làitheil, tha aodach snasail a’ tabhann fuasgladh earbsach.Tha feartan bog, cuideam aotrom, agus breathability aig na aodach sin agus, mar sin, an comas air comhfhurtachd a thoirt gu buil ann an electronics so-ruigsinneach.Anns na bliadhnachan mu dheireadh, chaidh oidhirpean dian a dhèanamh gus siostaman stèidhichte air aodach a leasachadh ann an mothachairean mothachail, buain lùth agus stòradh (29-39).Gu sònraichte, chaidh aithris air rannsachadh soirbheachail air snàithleach optigeach, piezoelectricity, agus aodach snasail stèidhichte air resistivity a chaidh a chuir an sàs ann a bhith a’ cumail sùil air comharran cuisle agus analach (40-43).Ach, mar as trice tha cugallachd ìosal agus aon paramadair sgrùdaidh aig na aodach snasail sin agus chan urrainnear an dèanamh air sgèile mhòr (clàr S1).A thaobh tomhas cuisle, tha e duilich fiosrachadh mionaideach a ghlacadh air sgàth atharrachadh beag agus luath ann an cuisle (me, na puingean feart aige), agus mar sin, tha feum air cugallachd àrd agus coileanadh freagairt tricead iomchaidh.
Anns an sgrùdadh seo, bidh sinn a’ toirt a-steach sreath mothachaidh uile-aodaich triboelectric (TATSA) le cugallachd àrd airson a bhith a’ glacadh cuideam fo-thalamh epidermal, air fhighe le snàthan giùlain agus nylon ann am fuaigheal làn cardigan.Faodaidh an TATSA cugallachd cuideam àrd (7.84 mV Pa−1) a thoirt seachad, ùine freagairt luath (20 ms), seasmhachd (> cearcallan 100,000), leud-bann tricead obrach farsaing (suas ri 20 Hz), agus comas nighe inneal (> 40 nighe).Tha e comasach air e fhèin fhilleadh a-steach gu goireasach ann an aodach le toil, comhfhurtachd agus tarraingeachd bòidhchead.Gu sònraichte, faodar an TATSA againn a thoirt a-steach gu dìreach ann an diofar làraich den aodach a tha a’ freagairt ris na tonnan cuisle aig suidheachadh amhach, caol-dùirn, corragan agus adhbrann agus ris na tonnan analach anns a ’bhroinn agus a’ bhroilleach.Gus coileanadh sàr-mhath an TATSA a mheasadh ann an sgrùdadh slàinte fìor-ùine agus iomallach, bidh sinn a’ leasachadh siostam sgrùdaidh slàinte tuigseach pearsanaichte gus comharran eòlas-inntinn fhaighinn agus a shàbhaladh gu leantainneach airson mion-sgrùdadh air galar cardiovascular (CAD) agus measadh syndrome apnea cadail (SAS). ).
Mar a chithear ann am Fige.Chaidh na comharran eòlas-inntinn sin a chuir a-mach gun uèir chun tagradh inneal gluasadach tùrail (APP) airson tuilleadh sgrùdaidh air inbhe slàinte.Tha Figear 1B a’ sealltainn an TATSA air fhuaigheal a-steach do phìos aodaich, agus tha an inset a’ sealltainn sealladh nas motha den TATSA, a chaidh fhighe le bhith a’ cleachdadh an t-snàth giùlain àbhaisteach agus an t-snàth nylon malairteach còmhla ann am fuaigheal làn cardigan.An coimeas ris an fhuaim shìmplidh bunaiteach, an dòigh fighe as cumanta agus as bunaitiche, chaidh an fhuaim làn cardigan a thaghadh leis gu bheil an ceangal eadar ceann lùb an t-snàth giùlain agus ceann an t-snàthaid faisg air an snàth nylon (fig. S1) na uachdar seach conaltradh puing, a’ leantainn gu raon cleasachd nas motha airson buaidh triboelectric àrd.Gus an snàth giùlain ullachadh, thagh sinn stàilinn gun staoin mar an snàithleach bunaiteach stèidhichte, agus chaidh grunn phìosan de shnàth Terylene aon-ply a thoinneamh timcheall an t-snàithleach bunaiteach gu aon snàth giùlain le trast-thomhas de 0.2 mm (fig. S2), a bha na chleachdadh mar an dà chuid an uachdar dealanachaidh agus an dealan giùlain.Bha neart teannachaidh làidir aig an t-snàth nylon, aig an robh trast-thomhas de 0.15 mm agus a bha na uachdar dealanachadh eile, oir bha e air a thoinneamh le snàth neo-chomasach (fig. S3).Tha Figear 1 (C agus D, fa leth) a’ sealltainn dhealbhan den t-snàth giùlain dèanta agus snàth nylon.Bidh na h-insets a’ sealltainn na h-ìomhaighean sganaidh dealanach microscopy (SEM) aca, a tha a’ taisbeanadh crois-earrann àbhaisteach den t-snàth giùlain agus uachdar an t-snàth nylon.Rinn neart àrd tensile nan snàth giùlain agus nylon cinnteach gu robh iad comasach air fighe a dhèanamh air inneal gnìomhachais gus coileanadh èideadh de gach sensor a chumail suas.Mar a chithear ann am Fig. 1E, chaidh na snàthan giùlain, snàth nylon, agus snàithleanan àbhaisteach a thionndadh air na cònaichean aca, a chaidh an luchdachadh an uairsin air an inneal fighe còmhnard coimpiutair gnìomhachais airson fighe fèin-ghluasadach (film S1).Mar a chithear ann am fige.S4, chaidh grunn TATSAn fhighe còmhla ri clò àbhaisteach a’ cleachdadh an inneal tionnsgalach.Dh’ fhaodadh aon TATSA le tiugh de 0.85 mm agus cuideam 0.28 g a bhith air a dhealbhadh bhon structar gu lèir airson a chleachdadh fa leth, a ’taisbeanadh a cho-chòrdalachd sàr-mhath le aodach eile.A bharrachd air an sin, dh’ fhaodadh TATSAn a bhith air an dealbhadh ann an diofar dhathan gus coinneachadh ri riatanasan bòidhchead agus fasanta air sgàth iomadachd snàth nylon malairteach (Fig. 1F agus fig. S5).Tha bogachd sàr-mhath aig na TATSAn dèanta agus an comas seasamh ri lùbadh cruaidh no deformachadh (fig. S6).Tha Figear 1G a’ sealltainn an TATSA air a fuaigheal gu dìreach a-steach don abdomen agus lùban geansaidh.Tha am pròiseas fighe an geansaidh air a shealltainn ann am fige.S7 agus film S2.Tha mion-fhiosrachadh mu thaobh aghaidh is cùil an TATSA sìnte aig suidheachadh a’ bhroinn air a shealltainn ann am fige.S8 (A agus B, fa leth), agus tha suidheachadh snàth giùlain agus snàth nylon air a nochdadh ann am fige.S8C.Chithear an seo gum faod an TATSA a bhith freumhaichte ann an aodach àbhaisteach gun fhiosta airson coltas falaichte agus spaideil.
(A) Dà TATSA air am filleadh a-steach do lèine airson sùil a chumail air comharran cuisle agus analach ann an àm fìor.(B) Dealbh sgeamach den mheasgachadh de TATSA agus aodach.Tha an inset a’ sealltainn sealladh nas motha den sensor.(C) Dealbh den snàth giùlain (bàr-sgèile, 4 cm).Is e an inset an ìomhaigh SEM den chrois-earrann den snàth giùlain (bàr-sgèile, 100 μm), a tha air a dhèanamh suas de stàilinn gun staoin agus snàth Terylene.(D) Dealbh den snàth nylon (bàr-sgèile, 4 cm).Is e an inset an ìomhaigh SEM de uachdar snàth nylon (bàr-sgèile, 100 μm).(E) Ìomhaigh den inneal fighe còmhnard coimpiutaireach a’ dèanamh fighe fèin-ghluasadach de na TATSAn.(F) Dealbh de TATSAn ann an dathan eadar-dhealaichte (bàr-sgèile, 2 cm).Is e an inset an TATSA toinnte, a tha a’ nochdadh cho bog sa tha e.(G) Dealbh de dhà TATSA air am fuaigheal gu tur agus gun fhiosta ann an geansaidh.Creideas dealbh: Wenjing Fan, Oilthigh Chongqing.
Gus mion-sgrùdadh a dhèanamh air uidheamachd obrach an TATSA, a’ gabhail a-steach na feartan meacanaigeach agus dealain aige, thog sinn modal fighe geoimeatrach den TATSA, mar a chithear ann am Fig. 2A.A’ cleachdadh an fhuaigheal cardigan slàn, tha na snàthan giùlain agus nylon air an ceangal ann an cruth aonadan lùb air a’ chùrsa agus air an t-slighe.Tha structar lùb singilte (fig. S1) air a dhèanamh suas de cheann lùb, gàirdean lùb, pàirt tarsainn rib, gàirdean fuaigheil tuck, agus ceann stitch tuck.Gheibhear dà sheòrsa den uachdar conaltraidh eadar an dà shnàth eadar-dhealaichte: (i) an uachdar conaltraidh eadar ceann lùb an t-snàth giùlain agus ceann stitch tuck an t-snàth nylon agus (ii) an uachdar conaltraidh eadar ceann lùb an t-snàth. an t-snàth nylon agus ceann stitch tuck na snàth giùlain.
(A) An TATSA le taobhan aghaidh, deas is mullach nan lùban fighe.(B) Toradh atharrais air cuairteachadh feachd TATSA fo chuideam gnìomhaichte de 2 kPa a’ cleachdadh bathar-bog COMSOL.(C) Dealbhan sgeamach de ghluasad cosgais aonad conaltraidh fo chumhachan geàrr-chuairt.(D) Toraidhean atharrais air cuairteachadh cosgais aonad conaltraidh fo shuidheachadh cuairte fosgailte a’ cleachdadh bathar-bog COMSOL.
Faodar prionnsapal obrach an TATSA a mhìneachadh ann an dà thaobh: brosnachadh feachd bhon taobh a-muigh agus a chosgais brosnaichte.Gus an cuairteachadh cuideam a thuigsinn gu h-intuitive mar fhreagairt do bhrosnachadh feachd bhon taobh a-muigh, chleachd sinn mion-sgrùdadh eileamaid chrìochnaichte a’ cleachdadh bathar-bog COMSOL aig diofar fheachdan taobh a-muigh de 2 agus 0.2 kPa, mar a chithear ann am Fig. 2B agus fige.S9.Tha an cuideam a’ nochdadh air uachdar conaltraidh dà shnàth.Mar a chithear ann am fige.S10, bheachdaich sinn air dà aonad lùb gus an cuairteachadh cuideam a shoilleireachadh.Ann a bhith a’ dèanamh coimeas eadar cuairteachadh cuideam fo dhà fheachd eadar-dhealaichte bhon taobh a-muigh, tha an cuideam air uachdar nan snàth giùlain agus nylon a’ dol am meud leis an fheachd a-muigh a tha nas motha, a’ leantainn gu conaltradh agus eas-tharraing eadar an dà shnàth.Aon uair 's gu bheil an fhorsa a-muigh air a leigeil ma sgaoil, bidh an dà snàth a' sgaradh agus a 'gluasad air falbh bho chèile.
Bidh na gluasadan dealachaidh-conaltraidh eadar an t-snàth giùlain agus an t-snàth nylon ag adhbhrachadh gluasad cosgais, a tha mar thoradh air co-cheangal triboelectrification agus inntrigeadh electrostatach.Gus am pròiseas gineadh dealain a shoilleireachadh, bidh sinn a’ sgrùdadh crois-earrann na sgìre far a bheil an dà shnàth a’ conaltradh ri chèile (Fig. 2C1).Mar a chithear ann am Fig. 2 (C2 agus C3, fa leth), nuair a tha an TATSA air a bhrosnachadh leis an fhorsa bhon taobh a-muigh agus an dà shnàth a’ conaltradh ri chèile, bidh dealanachadh a’ tachairt air uachdar nan snàthan giùlain agus nylon, agus na cosgaisean co-ionann ri chèile. bidh polarities air an cruthachadh air uachdar an dà shnàth.Cho luath ‘s a bhios an dà shnàth a’ dealachadh, tha cosgaisean dearbhach air an toirt a-steach don stàilinn gun staoin a-staigh air sgàth buaidh inntrigidh electrostatach.Tha an sgeama slàn air a shealltainn ann am fige.S11.Gus tuigse nas cainneachdail fhaighinn air a’ phròiseas gineadh dealain, rinn sinn atharrais air cuairteachadh comasach an TATSA a’ cleachdadh bathar-bog COMSOL (Fig. 2D).Nuair a bhios an dà stuth ann an conaltradh, bidh a’ chìs a’ cruinneachadh sa mhòr-chuid air an stuth brisidh, agus chan eil ach glè bheag de chìs brosnaichte an làthair air an dealan-dealanach, a’ ciallachadh gu bheil an comas beag (Fig. 2D, bonn).Nuair a tha an dà stuth air an sgaradh (Fig. 2D, gu h-àrd), bidh an cosgais brosnaichte air an dealan ag àrdachadh air sgàth an eadar-dhealachaidh a dh’ fhaodadh a bhith ann, agus na h-àrdachaidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann, a tha a’ nochdadh deagh cho-rèir eadar toraidhean nan deuchainnean agus an fheadhainn bho na samhlaidhean .A bharrachd air an sin, leis gu bheil dealan giùlain an TATSA air a phasgadh ann an snàth Terylene agus gu bheil an craiceann a ’conaltradh ris an dà stuth brisidh, mar sin, nuair a thèid an TATSA a chaitheamh gu dìreach ris a’ chraiceann, tha a ’chosgais an urra ris an fheachd a-muigh agus cha dèan e sin. bhi air a lagachadh leis a' chraiceann.
Gus coileanadh ar TATSA a chomharrachadh ann an diofar thaobhan, thug sinn seachad siostam tomhais anns an robh gineadair gnìomh, amplifier cumhachd, crathadh electrodynamic, inneal-tomhais feachd, electrometer, agus coimpiutair (fig. S12).Bidh an siostam seo a’ gineadh cuideam fiùghantach taobh a-muigh suas ri 7 kPa.Ann an deuchainn, chaidh an TATSA a chuir air duilleag plastaig còmhnard ann an staid shaor, agus tha na comharran dealain toraidh air an clàradh leis an electrometer.
Bidh mion-chomharrachadh nan snàthan giùlain agus nylon a’ toirt buaidh air coileanadh toraidh an TATSA leis gu bheil iad a’ dearbhadh an uachdar conaltraidh agus an comas airson cuideam a-muigh fhaicinn.Gus seo a sgrùdadh, rinn sinn trì meudan den dà shnàth, fa leth: snàth giùlain le meud 150D/3, 210D/3, agus 250D/3 agus snàth nylon le meud 150D/6, 210D/6, agus 250D /6 (D, denier; aonad tomhais a thathar a’ cleachdadh gus tiugh snàithleach snàithleanan fa leth a dhearbhadh; tha aodach le àireamh àrd denier buailteach a bhith tiugh).An uairsin, thagh sinn an dà shnàth seo le diofar mheudan airson an fhighe a-steach do sensor, agus chaidh meud an TATSA a chumail aig 3 cm le 3 cm leis an àireamh lùb de 16 ann an stiùireadh na h-Alba agus 10 ann an stiùireadh a’ chùrsa.Mar sin, chaidh na mothachairean le naoi pàtrain fighe fhaighinn.B’ e an sensor leis an t-snàth giùlain le meud 150D/3 agus snàth nylon le meud 150D/6 an fheadhainn as taine, agus an sensor leis an t-snàth giùlain le meud 250D/3 agus snàth nylon le meud 250D/ Bha 6 as àirde.Fo excitation meacanaigeach de 0.1 gu 7 kPa, chaidh na toraidhean dealain airson na pàtrain sin a sgrùdadh agus a dhearbhadh gu riaghailteach, mar a chithear ann am Fig. 3A.Mheudaich bholtaids toraidh nan naoi TATSA leis an àrdachadh ann an cuideam gnìomhaichte, bho 0.1 gu 4 kPa.Gu sònraichte, de na pàtrain fighe gu lèir, lìbhrig sònrachadh an t-snàth giùlain 210D/3 agus snàth nylon 210D/6 an toradh dealain as àirde agus sheall e an cugallachd as àirde.Sheall bholtachd toraidh gluasad a bha a’ sìor fhàs leis an àrdachadh ann an tiugh an TATSA (air sgàth an uachdar conaltraidh gu leòr) gus an deach an TATSA fhighe le bhith a’ cleachdadh snàth giùlain 210D/3 agus snàth nylon 210D/6.Mar a dh’ adhbhraicheadh àrdachadh eile ann an tiugh gu bhith a’ gabhail a-steach cuideam bhon taobh a-muigh leis na snàth, lùghdaich bholtachd toraidh a rèir sin.A bharrachd air an sin, thathas a’ toirt fa-near, anns an roinn cuideam ìosal (<4 kPa), gun tug atharrachadh sreathach modhail ann am bholtadh toraidh le cuideam cugallachd cuideam nas fheàrr de 7.84 mV Pa -1.Anns an roinn àrd-bhruthadh (> 4 kPa), chaidh mothachadh cuideam nas ìsle de 0.31 mV Pa−1 fhaicinn gu deuchainneach air sgàth sùghaidh an raon brisidh èifeachdach.Chaidh mothachadh cuideam coltach ris a nochdadh tron phròiseas eile de bhith a’ cur feachd an sàs.Tha na cunntasan ùine concrait den bholtachd toraidh agus an t-sruth fo chuideam eadar-dhealaichte air an taisbeanadh ann am fige.S13 (A agus B, fa leth).
(A) Bholtadh toraidh fo naoi pàtrain fighe den t-snàth giùlain (150D/3, 210D/3, agus 250D/3) còmhla ris an t-snàth nylon (150D/6, 210D/6, agus 250D/6).(B) Freagairt bholtachd do dhiofar àireamhan de dh'aonadan lùb anns an aon raon aodaich nuair a chumas tu àireamh nan lùban ann an stiùireadh na h-Alba gun atharrachadh.(C) Plocan a’ sealltainn na freagairtean tricead fo chuideam fiùghantach de 1 kPa agus tricead cuir a-steach cuideam de 1 Hz.(D) Diofar bholtaids toraidh agus sruth fo na triceadan 1, 5, 10, agus 20 Hz.(E) Deuchainn seasmhachd TATSA fo chuideam 1 kPa.(F) Feartan toraidh an TATSA às deidh nighe 20 agus 40 uair.
Bha buaidh cuideachd air cugallachd agus bholtachd toraidh le dùmhlachd stitch an TATSA, a chaidh a dhearbhadh leis an àireamh iomlan de lùban ann an raon aodaich a chaidh a thomhas.Le àrdachadh ann an dùmhlachd an fhighe bhiodh structar an aodaich nas dlùithe.Tha Figear 3B a’ sealltainn na coileanaidhean toraidh fo àireamhan lùb eadar-dhealaichte anns an raon aodach de 3 cm le 3 cm, agus tha an inset a’ sealltainn structar aonad lùb (chùm sinn an àireamh lùb ann an stiùireadh a ’chùrsa aig 10, agus an àireamh lùb anns an b’ e stiùir na Cuimrigh 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, agus 26).Le bhith ag àrdachadh àireamh nan lùban, nochd bholtachd toraidh gluasad a bha a’ sìor fhàs mar thoradh air an uachdar conaltraidh a bha a’ sìor fhàs, gus an do ràinig an ìre as àirde de bholtaids toraidh de 7.5 V le àireamh lùb de 180. Às deidh na h-ìre seo, lean an bholtadh toraidh gluasad sìos leis gu robh Dh’ fhàs TATSA teann, agus bha àite dealachaidh-conaltraidh nas lugha aig an dà shnàth.Gus sgrùdadh a dhèanamh air dè an taobh a tha an dùmhlachd a’ toirt buaidh mhòr air an toradh, chùm sinn àireamh lùb an TATSA anns an stiùir aig 18, agus chaidh an àireamh lùb ann an stiùireadh a’ chùrsa a shuidheachadh mar 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, agus 14. Tha na bholtaids toraidh co-fhreagarrach air an sealltainn ann am fige.S14.An coimeas ri sin, chì sinn gu bheil barrachd buaidh aig an dùmhlachd ann an stiùireadh cùrsa air bholtaids toraidh.Mar thoradh air an sin, chaidh pàtran fighe an t-snàth giùlain 210D/3 agus snàth nylon 210D/6 agus aonadan lùb 180 a thaghadh gus an TATSA a fhighe às deidh measadh farsaing air feartan toraidh.A bharrachd air an sin, rinn sinn coimeas eadar comharran toraidh dà inneal-mothachaidh aodach a’ cleachdadh an fhighe cardigan làn agus fuaigheal sìmplidh.Mar a chithear ann am fige.S15, tha an toradh dealain agus cugallachd a’ cleachdadh fuaigheal làn cardigan mòran nas àirde na an fheadhainn a tha a’ cleachdadh fuaigheal sìmplidh.
Chaidh an ùine freagairt airson sùil a chumail air comharran fìor-ùine a thomhas.Gus sgrùdadh a dhèanamh air àm freagairt ar mothachaidh gu feachdan bhon taobh a-muigh, rinn sinn coimeas eadar na comharran bholtachd toraidh leis na cuir a-steach cuideam fiùghantach aig tricead 1 gu 20 Hz (Fig. 3C agus fige. S16, fa leth).Bha na tonnan bholtachd toraidh cha mhòr co-ionann ris na tonnan cuideam sinusoidal cuir a-steach fo chuideam 1 kPa, agus bha ùine freagairt luath aig na tonnan toraidh (timcheall air 20 ms).Dh’ fhaodadh an hysteresis seo a bhith mar thoradh air nach do thill an structar elastagach chun staid thùsail cho luath ‘s a ghabhas às deidh dha feachd a-muigh fhaighinn.Ach a dh’ aindeoin sin, tha an hysteresis beag seo iomchaidh airson sgrùdadh fìor-ùine.Gus an cuideam fiùghantach fhaighinn le raon tricead sònraichte, thathar an dùil ri freagairt tricead iomchaidh de TATSA.Mar sin, chaidh feart tricead TATSA a dhearbhadh cuideachd.Le bhith a’ meudachadh tricead inntinneach bhon taobh a-muigh, cha mhòr nach do dh’ atharraich leudachd an bholtaid toraidh, ach mheudaich leudachd an t-sruth nuair a bha tricead tapadh ag atharrachadh bho 1 gu 20 Hz (Fig. 3D).
Gus measadh a dhèanamh air ath-aithris, seasmhachd, agus seasmhachd an TATSA, rinn sinn deuchainn air bholtachd toraidh agus freagairtean gnàthach do chuairtean luchdachadh cuideam-luchdachadh.Chaidh cuideam de 1 kPa le tricead 5 Hz a chuir air an sensor.Chaidh an bholtadh agus an sruth as àirde gu àirde a chlàradh às deidh 100,000 cearcall luchdachadh-luchdachadh (Fig. 3E agus fig. S17, fa leth).Tha na seallaidhean leudaichte den bholtaids agus an cruth-tonn gnàthach air an sealltainn ann an inset Fig. 3E agus fige.S17, fa leth.Tha na toraidhean a’ nochdadh ath-aithris iongantach, seasmhachd agus seasmhachd an TATSA.Tha nigheadaireachd cuideachd na shlat-tomhais measaidh riatanach den TATSA mar inneal làn-aodaich.Gus measadh a dhèanamh air comas nigheadaireachd, rinn sinn deuchainn air bholtadh toraidh an sensor às deidh dhuinn an TATSA a nighe le inneal a rèir Modh Deuchainn 135-2017 Comann Ceimigear agus Dhathan Ameireagaidh (AATCC).Tha am modh nighe mionaideach air a mhìneachadh ann an Stuthan agus Dòighean.Mar a chithear ann am Fige.Bidh na co-dhùnaidhean sin a’ dearbhadh comas glanaidh iongantach an TATSA.Mar sensor aodach so-ruigsinneach, rinn sinn sgrùdadh cuideachd air coileanadh toraidh nuair a bha an TATSA ann an suidheachaidhean tensile (fig. S18), toinneamh (fig. S19), agus diofar taiseachd (fig. S20).
A rèir nam buannachdan iomadach a tha aig an TATSA gu h-àrd, leasaich sinn siostam sgrùdaidh slàinte gluasadach gun uèir (WMHMS), aig a bheil comas air comharran eòlas-inntinn fhaighinn gu leantainneach agus an uairsin a’ toirt seachad comhairle proifeasanta dha euslainteach.Tha Figear 4A a’ sealltainn an sgeama sgeama den WMHMS stèidhichte air an TATSA.Tha ceithir pàirtean anns an t-siostam: an TATSA gus na comharran eòlas-inntinn analog fhaighinn, cuairt suidheachadh analog le sìoltachan pas ìosal (MAX7427) agus amplifier (MAX4465) gus dèanamh cinnteach gu bheil mion-fhiosrachadh gu leòr agus sioncronadh comharran sàr-mhath, analog-gu-didseatach inneal-tionndaidh stèidhichte air aonad microcontroller gus na comharran analog a chruinneachadh agus a thionndadh gu comharran didseatach, agus modal Bluetooth (chip Bluetooth cumhachd ìosal CC2640) gus an comharra didseatach a chuir chun tagradh fòn-làimhe fòn-làimhe (APP; Huawei Honor 9).Anns an sgrùdadh seo, dh'fhuaigh sinn an TATSA gun fhiosta a-steach do lace, bann-dùirn, bonn-mheòir, agus stocainn, mar a chithear ann am Fig. 4B.
(A) Dealbh den WMHMS.(B) Dealbhan de na TATSAn air am fuaigheal ann am bann-dùirn, stàile meòir, stocainn agus strap broilleach, fa leth.Tomhas air a’ chuisle aig amhach (C1), (D1) caol-dùirn, (E1) bàrr meòir, agus (F1) adhbrann.Cruth-tonn cuisle aig amhach (C2), (D2) caol-dùirn, (E2) meur-meòir, agus (F2) adhbrann.(G) Cruthan-tonn cuisle de dhiofar aoisean.(H) Mion-sgrùdadh air aon tonn cuisle.Clàr-amais àrdachadh radial (AIx) air a mhìneachadh mar AIx (%) = P2/P1.Is e P1 an ìre as àirde den tonn a tha a’ tighinn air adhart, agus is e P2 an ìre as àirde den tonn a tha ri fhaicinn.(I) Cearcall cuisle den brachial agus an ankle.Tha luaths tonn Pulse (PWV) air a mhìneachadh mar PWV = D / ∆T.Is e D an astar eadar an ankle agus am brachial.∆ Is e T an dàil ùine eadar stùcan an ankle agus tonnan buille brachial.PTT, ùine gluasaid cuisle.(J) Coimeas eadar AIx agus PWV brachial-ankle (BAPWV) eadar fallain agus CAD.*P <0.01, **P <0.001, agus ***P <0.05.HTN, bruthadh-fala àrd;CHD, tinneas cridhe coronaich;DM, tinneas an t-siùcair mellitus.Creideas dealbh: Jin Yang, Oilthigh Chongqing.
Gus sùil a chumail air comharran cuisle nan diofar phàirtean den chorp daonna, cheangail sinn sgeadachaidhean a chaidh ainmeachadh roimhe le TATSAn gu na h-àiteachan co-fhreagarrach: amhach (Fig. 4C1), caol-dùirn (Fig. 4D1), bàrr meòir (Fig. 4E1), agus ankle (Fig. 4F1). ), mar a chaidh a mhìneachadh ann am filmichean S3 gu S6.Ann an eòlas-leighis, tha trì puingean sònraichte cudromach ann an tonn na cuisle: an ìre as àirde den tonn adhartachaidh P1, an ìre as àirde den tonn meòrachail P2, agus an ìre as àirde den tonn dicrotic P3.Tha feartan nam puingean feart sin a’ nochdadh staid slàinte elasticity arterial, strì an aghaidh iomaill, agus cunnralachd ventricular clì co-cheangailte ris an t-siostam cardiovascular.Chaidh cruth-tonn cuisle boireannach 25-bliadhna aig na ceithir dreuchdan gu h-àrd fhaighinn agus a chlàradh nar deuchainn.Thoir an aire gun deach na trì puingean comharraichte (P1 gu P3) a choimhead air cruth-tonn na cuisle aig suidheachadh amhach, caol-dùirn, agus corragan, mar a chithear ann am Fig. 4 (C2 gu E2).An coimeas ri sin, cha do nochd ach P1 agus P3 air cruth tonn na cuisle aig suidheachadh an ankle, agus cha robh P2 an làthair (Fig. 4F2).Chaidh an toradh seo adhbhrachadh le bhith a’ toirt a-steach an tonn fala a bha a’ tighinn a-steach a chaidh a chuir a-mach leis an fhionndal chlì agus an tonn a chaidh a nochdadh bho na buill as ìsle (44).Tha sgrùdaidhean roimhe air sealltainn gu bheil P2 a’ nochdadh ann an cruthan-tonn air an tomhas anns na h-oirean àrda ach chan ann san adhbrann (45, 46).Chunnaic sinn toraidhean co-chosmhail anns na tonnan air an tomhas leis an TATSA, mar a chithear ann am fige.S21, a sheallas dàta àbhaisteach bhon t-sluagh de 80 euslaintich a chaidh a sgrùdadh an seo.Chì sinn nach do nochd P2 anns na cruthan-tonn cuisle sin a chaidh a thomhas anns an ankle, a’ sealltainn comas an TATSA feartan seòlta a lorg taobh a-staigh cruth na tonn.Tha na toraidhean tomhais cuisle seo a’ nochdadh gun urrainn don WMHMS againn feartan tonn cuisle na bodhaig àrd is ìosal fhoillseachadh gu ceart agus gu bheil e nas fheàrr na obraichean eile (41, 47).Gus sealltainn tuilleadh gum faodar an TATSA againn a chuir an sàs gu farsaing ann an diofar aoisean, thomhais sinn tonnan cuisle de chuspairean 80 aig diofar aoisean, agus sheall sinn beagan dàta àbhaisteach, mar a chithear ann am fige.S22.Mar a chithear ann am Fig. 4G, thagh sinn triùir chom-pàirtichean aois 25, 45, agus 65 bliadhna a dh'aois, agus bha na trì puingean sònraichte follaiseach dha na com-pàirtichean òga agus meadhan-aois.A rèir an litreachais mheidigeach (48), bidh feartan cruth-tonn cuisle a’ mhòr-chuid de dhaoine ag atharrachadh mar a bhios iad a’ fàs nas sine, leithid a’ phuing P2 a’ dol à bith, a tha air adhbhrachadh leis an tonn meòrachail a chaidh a ghluasad air adhart gus e fhèin a chuir a-steach air an tonn a tha a’ tighinn air adhart tron ìsleachadh ann an elasticity vascùrach.Tha an iongantas seo cuideachd ri fhaicinn anns na tonnan a chruinnich sinn, a’ dearbhadh tuilleadh gum faodar an TATSA a chuir an sàs ann an diofar àireamhan.
Tha buaidh aig cruth tonn Pulse chan ann a-mhàin air staid eòlas-inntinn an neach fa-leth ach cuideachd leis na suidheachaidhean deuchainn.Mar sin, thomhais sinn na comharran cuisle fo dhiofar teann conaltraidh eadar an TATSA agus an craiceann (fig. S23) agus diofar shuidheachaidhean lorg aig an làrach tomhais (fig. S24).Faodar faighinn a-mach gum faigh an TATSA cruthan-tonn cuisle cunbhalach le fiosrachadh mionaideach timcheall an t-soithich ann an raon lorgaidh èifeachdach aig an làrach tomhais.A bharrachd air an sin, tha comharran toraidh sònraichte ann fo cheangal teann eadar an TATSA agus an craiceann.A bharrachd air an sin, bheireadh gluasad dhaoine fa-leth le mothachairean buaidh air na comharran cuisle.Nuair a tha caol-dùirn a’ chuspair ann an staid statach, tha leud an cruth tonn cuisle a gheibhear seasmhach (fig. S25A);air an làimh eile, nuair a tha an caol-dùirn a’ gluasad gu slaodach aig ceàrn bho −70 ° gu 70 ° rè 30 s, bidh leud cruth tonn na cuisle ag atharrachadh (fig. S25B).Ach, tha cumadh gach cruth tonn cuisle ri fhaicinn, agus gheibhear an ìre cuisle fhathast gu ceart.Gu follaiseach, gus togail tonnan buille seasmhach a choileanadh ann an gluasad daonna, tha feum air tuilleadh obrach a’ toirt a-steach dealbhadh mothachaidh agus giullachd chomharran cùil.
A bharrachd air an sin, gus suidheachadh an t-siostam cardiovascular a sgrùdadh agus a mheasadh gu cainneachdail tro na tonnan cuisle a chaidh fhaighinn a ’cleachdadh ar TATSA, thug sinn a-steach dà pharamadair hemodynamic a rèir sònrachadh measaidh an t-siostam cardiovascular, is e sin, an clàr-amais meudachaidh (AIx) agus astar tonn cuisle. (PWV), a tha a’ riochdachadh elasticity artaire.Mar a chithear ann am Fig. 4H, chaidh an cruth tonn cuisle aig suidheachadh caol an duine fallain 25-bliadhna a chleachdadh airson mion-sgrùdadh AIx.A rèir na foirmle (roinn S1), fhuaireadh AIx = 60%, a tha na luach àbhaisteach.An uairsin, chruinnich sinn aig an aon àm dà chruth-tonn cuisle aig suidheachadh gàirdean is adhbrann a ’chom-pàirtiche seo (tha an dòigh mionaideach airson cruth tonn cuisle a thomhas air a mhìneachadh ann an Stuthan agus Dòighean).Mar a chithear ann am Fig. 4I, bha feartan sònraichte an dà chruth-tonn cuisle eadar-dhealaichte.An uairsin rinn sinn cunntas air an PWV a rèir na foirmle (earrann S1).PWV = Chaidh 1363 cm / s, a tha na luach àbhaisteach ris a bheil dùil bho fhireannach inbheach fallain, fhaighinn.Air an làimh eile, chì sinn nach eil eadar-dhealachadh leudachd cruth tonn cuisle a’ toirt buaidh air metrics AIx no PWV, agus tha luachan AIx ann an diofar phàirtean bodhaig eadar-dhealaichte.Anns an sgrùdadh againn, chaidh an radial AIx a chleachdadh.Gus dearbhadh iomchaidheachd WMHMS ann an diofar dhaoine, thagh sinn 20 com-pàirtiche anns a’ bhuidheann fhallain, 20 anns a’ bhuidheann hip-fhulangas (HTN), 20 anns a’ bhuidheann tinneas cridhe coronaich (CHD) eadar 50 is 59 bliadhna a dh’aois, agus 20 anns a’ bhuidheann tinneas cridhe coronaich (CHD) buidheann tinneas an t-siùcair mellitus (DM).Thomhais sinn na tonnan cuisle aca agus rinn sinn coimeas eadar an dà pharamadair aca, AIx agus PWV, mar a chithear ann am Fig. 4J.Faodar faighinn a-mach gu robh luachan PWV nam buidhnean HTN, CHD, agus DM nas ìsle an coimeas ri luachan buidheann fallain agus gu bheil eadar-dhealachadh staitistigeil aca (PHTN ≪ 0.001, PCHD ≪ 0.001, agus PDM ≪ 0.001; chaidh na luachan P obrachadh a-mach le t deuchainn).Aig an aon àm, bha luachan AIx nam buidhnean HTN agus CHD nas ìsle an coimeas ris a’ bhuidheann fallain agus tha eadar-dhealachadh staitistigeil aca (PHTN <0.01, PCHD <0.001, agus PDM <0.05).Bha am PWV agus AIx de na com-pàirtichean le CHD, HTN, no DM nas àirde na an fheadhainn sa bhuidheann fallain.Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil an TATSA comasach air cruth-tonn cuisle fhaighinn gu ceart gus am paramadair cardiovascular obrachadh a-mach gus inbhe slàinte cardiovascular a mheasadh.Gu crìch, air sgàth a fheartan gun uèir, àrd-rèiteachaidh, àrd-cugallachd agus comhfhurtachd, tha an WMHMS stèidhichte air an TATSA a’ toirt seachad roghainn eile nas èifeachdaiche airson sgrùdadh fìor-ùine na an uidheamachd meidigeach daor a thathas a ’cleachdadh ann an ospadalan an-dràsta.
A bharrachd air an tonn cuisle, tha fiosrachadh analach cuideachd na phrìomh shoidhne deatamach gus cuideachadh le bhith a’ measadh suidheachadh corporra neach.Tha sgrùdadh faochadh stèidhichte air an TATSA againn nas tarraingiche na am polysomnography àbhaisteach oir faodar a fhilleadh a-steach gu sgiobalta ann an aodach airson comhfhurtachd nas fheàrr.Air a fuaigheal a-steach do strap broilleach geal elastagach, bha an TATSA ceangailte gu dìreach ri corp an duine agus air a cheangal timcheall a’ chiste airson sùil a chumail air faochadh (Fig. 5A agus film S7).Rinn an TATSA deformachadh le leudachadh agus giorrachadh an ribcage, a’ leantainn gu toradh dealain.Tha an cruth-tonn a chaidh fhaighinn air a dhearbhadh ann am Fig. 5B.Bha an comharra le caochlaidhean mòra (amplitude de 1.8 V) agus atharrachaidhean bho àm gu àm (tricead 0.5 Hz) a ’freagairt ris a’ ghluasad analach.Chaidh an comharra caochladair a bha an ìre mhath beag a chuir a-steach air a’ chomharra chaochlaideach mhòr seo, a bha na chomharra buille cridhe.A rèir feartan tricead nan comharran faochadh agus buille cridhe, chleachd sinn criathrag pas-ìosal 0.8-Hz agus sìoltachan pas-còmhlain 0.8- gu 20-Hz gus na comharran analach agus buille cridhe a sgaradh, fa leth, mar a chithear ann am Fig. 5C .Anns a ’chùis seo, chaidh comharran seasmhach analach agus cuisle le pailteas fiosrachaidh fios-eòlasach (leithid ìre analach, ìre buille cridhe, agus puingean feart den tonn cuisle) fhaighinn aig an aon àm agus gu ceart le bhith dìreach a’ cur an aon TATSA air a ’bhroilleach.
(A) Dealbh a’ sealltainn taisbeanadh an TATSA air a chuir air a’ bhroilleach airson an comharra a thomhas anns a’ chuideam co-cheangailte ri faochadh.(B) Cuilbheart ùine bholtachd airson an TATSA air a chuir suas air a ’bhroilleach.(C) Lomadh an comharra (B) a-steach don bhuille cridhe agus cruth tonn analach.(D) Dealbh a’ sealltainn dà TATSA air an cur air a’ bhroinn agus an dùirn airson faochadh agus cuisle a thomhas, fa leth, rè cadal.(E) Comharran analach agus cuisle de chom-pàirtiche fallain.HR, ìre cridhe;BPM, buillean gach mionaid.(F) Comharran analach agus cuisle com-pàirtiche SAS.(G) Comharra analach agus PTT de chom-pàirtiche fallain.(H) Comharra analach agus PTT de chom-pàirtiche SAS.(I) Dàimh eadar clàr-innse arousal PTT agus clàr-innse apnea-hypopnea (AHI).Creideas dealbh: Wenjing Fan, Oilthigh Chongqing.
Gus dearbhadh gun urrainn don sensor againn sùil a chumail gu ceart agus gu earbsach air comharran cuisle agus analach, rinn sinn deuchainn gus coimeas a dhèanamh eadar toraidhean tomhais nan comharran cuisle agus analach eadar ar TATSAn agus inneal meidigeach àbhaisteach (MHM-6000B), mar a chaidh a mhìneachadh ann am filmichean S8 agus S9.Ann an tomhas tonn cuisle, chaidh an sensor photoelectric den ionnstramaid meidigeach a chaitheamh air meur-chlàr clì nighean òg, agus san eadar-ama, bha an TATSA againn air a chaitheamh air a meur-chlàr deas.Bhon dà chruth-tonn cuisle a chaidh fhaighinn, chì sinn gu robh na cumaidhean agus na mion-fhiosrachadh aca co-ionann, a’ nochdadh gu bheil a’ chuisle a chaidh a thomhas leis an TATSA cho mionaideach ris an ionnstramaid meidigeach.Ann an tomhas tonn analach, chaidh còig dealanan electrocardiographic a cheangal ri còig raointean de chorp fear òg a rèir an stiùiridh mheidigeach.An coimeas ri sin, cha robh ach aon TATSA ceangailte gu dìreach ris a 'bhodhaig agus air a cheangal timcheall a' chiste.Bho na comharran analach a chaidh a chruinneachadh, chìthear gu robh an claonadh caochlaideachd agus ìre a’ chomharra analach a chaidh a lorg leis an TATSA againn co-chòrdail ri sin leis an ionnstramaid meidigeach.Dhearbh an dà dheuchainn coimeas seo cruinneas, earbsachd agus sìmplidheachd an t-siostam mothachaidh againn airson sùil a chumail air comharran cuisle agus analach.
A bharrachd air an sin, rinn sinn pìos de dh’ aodach snasail agus dh’fhuaigh sinn dà TATSA aig an abdomen agus suidheachadh dùirn airson sùil a chumail air comharran analach agus cuisle, fa leth.Gu sònraichte, chaidh WMHMS dà-seanail leasaichte a chleachdadh gus na comharran cuisle agus analach a ghlacadh aig an aon àm.Tron t-siostam seo, fhuair sinn comharran analach agus cuisle bho dhuine 25-bliadhna air a sgeadachadh nar n-aodach snasail fhad ‘s a bha e na chadal (Fig. 5D agus film S10) agus na shuidhe (fig. S26 agus film S11).Dh’ fhaodadh na comharran analach agus cuisle a chaidh fhaighinn a bhith air an tar-chuir gun uèir gu APP an fhòn-làimhe.Mar a chaidh ainmeachadh gu h-àrd, tha comas aig TATSA comharran analach agus cuisle a ghlacadh.Tha an dà chomharra fios-eòlais seo cuideachd nan slatan-tomhais airson tuairmse a dhèanamh air SAS gu meidigeach.Mar sin, faodar an TATSA againn a chleachdadh cuideachd airson sgrùdadh agus measadh a dhèanamh air càileachd cadail agus eas-òrdughan cadail co-cheangailte riutha.Mar a chithear ann am Fig. 5 (E agus F, fa leth), bha sinn an-còmhnaidh a’ tomhas cuisean agus tonnan analach dithis chom-pàirtichean, fear fallain agus euslainteach le SAS.Airson an neach gun apnea, dh’ fhan na h-ìrean analach agus cuisle tomhaiste aig 15 agus 70, fa leth.Airson an euslainteach le SAS, chaidh apnea sònraichte airson 24 s, a tha na chomharra air tachartas analach cnap-starra, fhaicinn, agus chaidh ìre cridhe àrdachadh beagan às deidh ùine apnea air sgàth riaghladh an t-siostam nearbhach (49).Ann an geàrr-chunntas, faodaidh an TATSA againn inbhe analach a mheasadh.
Gus tuilleadh measadh a dhèanamh air an t-seòrsa SAS tro chomharran cuisle agus analach, rinn sinn mion-sgrùdadh air an ùine gluasaid cuisle (PTT), comharra neo-ionnsaigheach a’ nochdadh na h-atharrachaidhean ann an strì an aghaidh vascùrach iomaill agus cuideam intrathoracic (air a mhìneachadh ann an earrann S1) de dhuine fallain agus euslainteach le SAS.Airson an com-pàirtiche fallain, dh'fhuirich an ìre analach gun atharrachadh, agus bha am PTT an ìre mhath seasmhach bho 180 gu 310 ms (Fig. 5G).Ach, airson com-pàirtiche SAS, mheudaich am PTT gu leantainneach bho 120 gu 310 ms rè apnea (Fig. 5H).Mar sin, chaidh an com-pàirtiche a dhearbhadh le SAS bacaidh (OSAS).Nam biodh an t-atharrachadh ann am PTT air a dhol sìos rè an apnea, bhiodh an suidheachadh air a dhearbhadh mar syndrome apnea cadail meadhanach (CSAS), agus nam biodh an dà chomharra sin ann aig an aon àm, bhiodh e air a dhearbhadh mar SAS measgaichte (MSAS).Gus measadh a dhèanamh air cho dona sa tha SAS, rinn sinn tuilleadh mion-sgrùdadh air na comharran cruinnichte.Clàr-innse arousal PTT, is e sin an àireamh de arousals PTT san uair (tha PTT arousal air a mhìneachadh mar tuiteam ann an PTT de ≥15 ms a mhaireas airson ≥3 s), a’ cluich pàirt deatamach ann a bhith a’ measadh ìre SAS.Tha an clàr-innse apnea-hypopnea (AHI) na inbhe airson a bhith a’ dearbhadh ìre SAS (is e apnea stad an anail, agus tha hypopnea ro ìosal anail no ìre analach ìosal), a tha air a mhìneachadh mar an àireamh de apneas agus hypopnea per. uair a thìde fhad ‘s a tha thu a’ cadal (tha an dàimh eadar an AHI agus na slatan-tomhais rangachadh airson OSAS ri fhaicinn ann an clàr S2).Gus sgrùdadh a dhèanamh air a’ cheangal eadar an AHI agus clàr-innse arousal PTT, chaidh comharran analach euslaintich 20 le SAS a thaghadh agus a sgrùdadh le TATSAn.Mar a chithear ann am Fig. 5I, bha ceangal dearbhach aig clàr-amais arousal PTT ris an AHI, leis gu bheil apnea agus hypopnea rè cadal ag adhbhrachadh àrdachadh follaiseach agus neo-ghluasadach bruthadh-fala, a’ leantainn gu lùghdachadh ann am PTT.Mar sin, faodaidh an TATSA againn comharran cuisle agus analach seasmhach agus ceart fhaighinn aig an aon àm, mar sin a’ toirt seachad fiosrachadh fios-eòlasach cudromach mun t-siostam cardiovascular agus SAS airson sgrùdadh agus measadh ghalaran co-cheangailte.
Ann an geàrr-chunntas, leasaich sinn TATSA a’ cleachdadh an fhuaim làn cardigan gus diofar chomharran eòlas-inntinn a lorg aig an aon àm.Bha an sensor seo a’ nochdadh cugallachd àrd de 7.84 mV Pa−1, ùine freagairt luath de 20 ms, seasmhachd àrd de chòrr air 100,000 cearcall, agus leud-bann tricead obrach farsaing.Air bunait an TATSA, chaidh WMHMS a leasachadh cuideachd gus na paramadairean eòlas-inntinn tomhaiste a chuir gu fòn-làimhe.Faodar TATSA a thoirt a-steach do dhiofar làraich aodaich airson dealbhadh bòidhchead agus a chleachdadh gus sùil a chumail aig an aon àm air comharran cuisle agus analach ann an àm fìor.Faodar an siostam a chuir an sàs gus cuideachadh le eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar daoine fallain agus an fheadhainn le CAD no SAS air sgàth cho comasach ‘s a tha e air fiosrachadh mionaideach a ghlacadh.Thug an sgrùdadh seo seachad dòigh-obrach comhfhurtail, èifeachdach agus furasta a chleachdadh airson cuisle daonna agus faochadh a thomhas, a’ riochdachadh adhartas ann an leasachadh electronics aodach so-ruigsinneach.
Chaidh an stàilinn gun staoin a-rithist tron mholltair agus chaidh a shìneadh gus snàithleach a chruthachadh le trast-thomhas de 10 μm.Chaidh snàithleach stàilinn gun staoin mar an dealan a chuir a-steach do ghrunn phìosan de shnàth Terylene aon-ply malairteach.
Chaidh gineadair gnìomh (Stanford DS345) agus amplifier (LabworkPa-13) a chleachdadh gus comharra cuideam sinusoidal a thoirt seachad.Chaidh sensor feachd dà-raon (Vernier Software & Technology LLC) a chleachdadh gus an cuideam bhon taobh a-muigh a chaidh a chuir air an TATSA a thomhas.Chaidh electrometer siostam Keithley (Keithley 6514) a chleachdadh gus sùil a chumail air bholtaids toraidh agus sruth an TATSA agus a chlàradh.
A rèir Modh Deuchainn AATCC 135-2017, chleachd sinn an TATSA agus ballasta gu leòr mar luchd 1.8-kg agus an uairsin chuir sinn a-steach iad ann an inneal nigheadaireachd malairteach (Labtex LBT-M6T) gus baidhsagalan nighe inneal fìnealta a dhèanamh.An uairsin, lìon sinn an inneal nigheadaireachd le 18 galan uisge aig 25 ° C agus shuidhich sinn an inneal-nigheadaireachd airson a ’chearcall agus an ùine nighe a chaidh a thaghadh (astar buairidh, 119 stròcan gach mionaid; ùine nighe, 6 min; astar snìomh deireannach, 430 rpm; deireannach; ùine snìomh, 3 min).Mu dheireadh, chaidh an TATSA a chrochadh tioram ann an èadhar fhathast aig teòthachd an t-seòmair nach robh nas àirde na 26 ° C.
Chaidh iarraidh air na cuspairean laighe ann an suidheachadh àrd air an leabaidh.Chaidh an TATSA a chuir air na làraich tomhais.Aon uair ‘s gu robh na cuspairean ann an suidheachadh supine àbhaisteach, chùm iad suidheachadh gu tur socair airson 5 gu 10 mionaidean.Thòisich an comharra cuisle an uairsin a’ tomhas.
Tha stuth a bharrachd airson an artaigil seo ri fhaighinn aig https://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/11/eaay2840/DC1
Fig. S9.Toradh atharrais air cuairteachadh feachd TATSA fo chuideam gnìomhaichte aig 0.2 kPa a’ cleachdadh bathar-bog COMSOL.
Fig. S10.Toraidhean atharrais air cuairteachadh feachd aonad conaltraidh fo na cuideaman gnìomhaichte aig 0.2 agus 2 kPa, fa leth.
Fig. S11.Dealbhan sgeamach coileanta de ghluasad cosgais aonad conaltraidh fo chumhachan geàrr-chuairt.
Fig. S13.Bholtadh toraidh leantainneach agus sruth TATSA mar fhreagairt don chuideam taobh a-muigh leantainneach ann an cearcall tomhais.
Fig. S14.Freagairt bholtaids do dhiofar àireamhan de dh'aonadan lùb anns an aon raon aodaich nuair a chumas tu àireamh nan lùb ann an stiùir na h-Alba gun atharrachadh.
Fig. S15.Coimeas eadar coileanadh toraidh an dà inneal mothachaidh aodach a’ cleachdadh an fhighe cardigan làn agus fuaigheal sìmplidh.
Fig. S16.Plocan a’ sealltainn freagairtean tricead aig cuideam fiùghantach 1 kPa agus tricead cuir a-steach cuideam de 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 18, agus 20 Hz.
Fig. S25.Bholtaids toraidh an sensor nuair a bha an cuspair ann an suidheachaidhean statach agus gluasad.
Fig. S26.Dealbh a’ sealltainn na TATSAn air an cur air a’ bhroinn agus an dùirn aig an aon àm airson faochadh agus cuisle a thomhas, fa leth.
Is e artaigil ruigsinneachd fosgailte a tha seo air a chuairteachadh fo chumhachan cead Creative Commons Attribution-NonCommercial, a tha a’ ceadachadh cleachdadh, cuairteachadh, agus ath-riochdachadh ann am meadhan sam bith, fhad ‘s nach eil an cleachdadh mar thoradh air airson buannachd malairteach agus cho fad‘ s a tha an obair thùsail ceart. air a ghairm.
NOTA: Chan iarr sinn ach do sheòladh puist-d gus am bi fios aig an neach a tha thu a’ moladh na duilleige gu robh thu airson gum faiceadh iad i, agus nach e post sgudail a th’ ann.Cha bhith sinn a’ glacadh seòladh puist-d sam bith.
Le Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Chaidh sensor triboelectric uile-aodaich le mothachadh cuideam àrd agus comhfhurtachd a leasachadh airson sgrùdadh slàinte.
Le Wenjing Fan, Qiang He, Keyu Meng, Xulong Tan, Zhihao Zhou, Gaoqiang Zhang, Jin Yang, Zhong Lin Wang
Chaidh sensor triboelectric uile-aodaich le mothachadh cuideam àrd agus comhfhurtachd a leasachadh airson sgrùdadh slàinte.
© 2020 Comann Ameireagaidh airson Adhartachadh Saidheans.Còraichean uile glèidhte.Tha AAAS na chom-pàirtiche de HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef agus COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Ùine puist: Mar-27-2020