通過靜電紡絲制備的明膠納米纖維薄膜，其拉伸實效應(yīng)力為35 MPa，比傳統(tǒng)聚丙烯酰胺水凝膠（<0.2 MPa）強，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，其能夠進行聲音識別、心動圖記錄和脈沖光譜測量。心尖心電圖與血流動力學(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/關(guān)、房室瓣膜開/關(guān)等心臟過程。開發(fā)的心臟傳感器可用于測量動脈僵硬度指數(shù)、脈沖譜的衍生物，可用于評估動脈壁僵硬度和健康狀況。使用開發(fā)的傳感器，可以將檢測結(jié)果無線中傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備以進行個人心臟健康監(jiān)測。
Figure 1. CGF傳感器的制造工藝和結(jié)構(gòu)：a）傳感器制造過程的示意圖；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“嗨”，說“你好”，說“科學(xué)”和呼吸時，實時阻力發(fā)出信號；f）檢測到26歲志愿者的心跳時，實時阻力信號；g）（f）的局部放大；h）ACG信號心動周期響應(yīng)五個階段的示意圖。
Figure 4. CFG傳感器在橈動脈傳感中的應(yīng)用：a）脈搏檢測的照片；b）檢測26歲志愿者的脈搏時，實時電阻信號；c）（b）的局部放大；d）（c）的局部放大；e）檢測26歲志愿者的脈搏時，實時電容信號；f）（e）的局部放大；g）使用智能手機監(jiān)視脈搏拍的示意圖和智能手機中檢測結(jié)果的圖像。
相關(guān)研究成果于2019年由中國科學(xué)院院長春應(yīng)化所張強課題組，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。
