“电子纹身”用途广 可测量人体电活动

研究人员制成了可拉伸的超薄电子装置，粘在皮肤上，就像一种临时纹身，可以测量人体电活动。这些电子纹身可以让医生无创诊断和监测心律不齐或睡眠障碍等症状。

 
电子纹身：这些微电子装置能够沿着皮肤起皱、弯曲和扭曲，甚至被挤压，也不会断裂或松动

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)材料科学教授约翰A•罗杰斯(John A. Rogers)，已经开发出一个原型，可以复制笨重的心电图和其他医疗设备的监测功能，这种监测通常只限于临床或实验室环境。这项研究发表在今天的《科学》(Science)上。

为了制成柔性可拉伸的电子装置，罗杰斯利用了一个原理，这个原理他曾经用于实现基质柔性。他制成的元件，都是由传统的、像硅一样的高性能材料组成，不仅超薄，而且“在结构上形成弯弯曲曲的形状”，这就使它们能够变形而不会断裂。罗杰斯说，因此，“整个系统都具有这种蛛网布局。”

罗杰斯说，在过去，他能够制造的装置，或者是柔性不能拉伸，或者是可拉伸但不具有柔性。尤其是，他以前的工作是有局限的，因为事实上，他设计的电子装置部份，弯曲和拉伸比不上基质，这些装置就安装在这种基质上。

电子纹身达到了皮肤的力学性能，它可以承受扭曲、戳刺和拉伸，不会断裂。罗杰斯纹身也可以贴合皮肤表面状况，与它一起拉伸和位移。它可以长时间佩戴，不会产生刺激，胶带和刚性电子装置往往会产生刺激。虽然罗杰斯的初步试验需要特制的基质，但他也表明，这些电子装置可以安装到市售的临时纹身上。

这款样机配备电极，可测量肌肉和大脑活动所产生的电信号。这可用于无创诊断睡眠呼吸暂停(sleep apnea)或监测早产婴儿的心脏活动。罗杰斯说，也可能使用纹身刺激身体康复患者的肌肉，虽然这种用途并没有在这篇论文中说明。

为了证明这种装置有潜力作为人机接口，罗杰斯把一种纹身安装在人的喉部，通过测量喉部肌肉的电活动，控制电脑游戏。这种装置发出的信号包含足够的信息，让软件可以区分说出的单词“左”、“右”、“上”和“下”，从而控制屏幕上的光标。

这种装置包含的传感器，可监测身体的温度，张力和电信号。它也安装了LED，可提供视觉反馈;光电探测器可测量曝光量;还有微型无线电发射器和接收器。这种装置足够小，只需要微不足道的电源，这些电源它可以采用微小的太阳能电池，也可以用无线线圈从附近的发射器接收能量。罗杰斯希望，在不久的将来，可以内置某种能量存储功能，就像微小的电池那样。这些研究人员也在努力制成无线设备。