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用柔性技术把可穿戴设备再做一遍,或可革新智能交互方式

2024-09-01科技

本期嘉宾

韩梦迪 :北京大学未来技术学院助理教授 研究员

课题组致力于研发微机械生物电子器件,融汇微纳制造、电路与电子学、智能传感器、生物医学工程等领域的先进技术,通过引入三维结构和磁性材料,助力电子皮肤、无线生物传感、微型机器人等领域的发展。相关工作发表于 Nature Electronics Nature Biomedical Engineering Science Translational Medicine Science Robotics Science Advances PNAS Advanced Materials ACS Nano 等期刊,获 Microsystems & Nanoengineering 青年科学家(2020)、【麻省理工科技评论】亚太地区 35 岁以下科技创新 35 人(2021)、世界顶尖 2% 科学家(2023)、iCANX 青年科学家(2024)、亚洲青年科学家(2024)等奖励及荣誉。

林苑菁 :南方科技大学深港微电子学院助理教授 博士生导师

研究立足于数字健康需求,致力于将材料制备、器件优化、大数据智能分析与移动式健康医疗监测应用结合,利用纳米材料及柔性制备技术实现微纳传感器、能源存储器件及可穿戴智能集成系统等。迄今于 Nature Nanotechnology , Nature Communications , Science Advances , Advanced Materials 等期刊发表 40 余篇学术论文。目前担任 Biosensors , Journal of Micromechanics and Microengineering 编委, Journal of Semiconductors 青年编委。入选 2019 亚洲校长论坛 30 名未来之星女性工程学者,2024 Nanoscale Emerging Investigators 等。

主持人

冰冉 :中国科学院微生物研究所 硕士

时间轴

02:30

柔性可穿戴设备与传统穿戴设备之间的异同

09:29

当前可穿戴设备有哪些痛点

13:29

材料科学如何影响柔性可穿戴设备

16:44

有机半导体材料使芯片也柔软化

18:49

可降解材料在柔性可穿戴设备中的应用

23:25

先进柔性器件如何应用

28:27

柔性可穿戴设备的能源问题如何解决

35:30

柔性可穿戴设备的集成

39:21

生物信息的信息安全

43:32

工作领域前沿分享

49:08

柔性可穿戴设备的未来应用领域

1:00:33

柔性可穿戴设备还需要哪些环节才能实现商业化

重点摘要


本期播客聚焦柔性可穿戴设备的研发及其在生物医疗领域的潜力。通过讨论,揭示了柔性穿戴设备相较于传统设备在材料选择、结构设计以及在人体上的应用等方面的独特优势,特别是其优秀的保形接触能力对于提高生理信号监测精度的重要性。此外,探讨了柔性可穿戴设备如何通过整合纳米材料和柔性制造技术,提升用户体验并解决长期佩戴中的舒适性和皮肤适应性问题。

● 材料如何选择?

柔性可穿戴设备因其高舒适性和多功能性逐渐成为关注焦点。这类设备旨在模拟保鲜膜的性质,即透气透水且极薄,长时间紧贴皮肤进行生理指标监测。然而,现有技术仍面临挑战,如柔性电池及电路的稳定性和可靠性不足,以及如何在保持柔软的同时确保检测的准确性和稳定性。材料科学在此扮演关键角色,通过开发新型纳米微米材料、生物相容性和自修复材料,以及探索一维、二维和三维方向的材料组合,以增强柔性可穿戴设备的性能和可靠性。

● 能量如何获取?

讨论了可穿戴设备如何通过机械能转化为电能、利用生物体自身的运动或产生的热能等方法获取能源,以及低功耗设计的重要性。讨论了利用人体能量供电的可能性,提出了一种基于葡萄糖的生物燃料电池概念,通过采集并利用汗液中的葡萄糖为可穿戴传感器提供能源。

● 信息如何保护?

随着柔性可穿戴设备的未来普及,信息安全和个人隐私成为了不可忽视的重要议题。这类设备能够收集并处理大量的个人健康数据,如心率、血压等,但同时也带来了个人信息泄露的风险。这需要科研人员在技术上进行创新和突破,也需要法律法规等相关制度进行相应的调整和完善。

● 应用于哪些领域?

柔性可穿戴设备可在医疗和健康领域的广泛应用,如通过监测心电信号、生理指标和运动能力,以及对血糖等进行连续监测,有助于早期发现健康问题并进行干预。如用于血糖监测的可穿戴设备、用于心衰监测的装置。同时讨论了柔性电子技术在医疗、工业、食品安全及环境监测等领域的应用,指出其在成本效益和适应性方面的优势。未来柔性设备在未来可能对人们的生活习惯产生重大影响,如柔性手机的出现和智能服饰的普及,将对人们的生活带来更加巨大的影响。

制作团队


主持人:冰冉 DeepTalk

剪辑:嘉鱼

运营:大壮

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