研究人员表示，新开发的可用于皮肤和衣服的柔性、多孔和高灵敏度二氧化氮传感器在医疗保健、环境健康监测和军事用途方面具有潜在的应用前景。
在宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学助理教授Huanyu“Larry”Cheng的带领下，研究人员公布了他们的传感器设计（建立在以前的模型基础上），并得出了ACS应用材料和界面的结果。
传感器监测二氧化氮，如果二氧化氮附着在鼻子下，则监测呼吸，如果二氧化氮附着在身体其他部位，则监测汗液。与采集血样不同，直接皮肤附着允许对气体进行连续、长期监测。
程解释说，虽然存在类似的传感器，但新设计的一个关键区别在于透气性。
“气体传感器常用的基底材料是柔性的，但不是多孔的，”他说。“皮肤表面积聚的水分可能会对皮肤表面造成刺激或损坏。我们需要确保设备具有多孔性，以便水分能够通过传感器而不会积聚在表面。”
研究人员使用一种称为激光直写的制造方法制造了这种新型传感器。
“激光直写技术与加性制造技术相似，因为它易于安装，成本低，而且激光应用广泛，”程说。“该工艺相对稳健、快速，可以扩大到大规模制造生产。”
Cheng和他的团队将一种称为嵌段共聚物的材料与树脂集成到激光写入传感器中，以达到所需的透气性。
“嵌段共聚物集成超出了我们一直使用的材料，因此我们探索了将基底材料从典型的薄膜扩展到几乎任何东西，”程说。“这可以为我们提供透气性和孔径可调性。”
程说，该传感器可以监测慢性阻塞性肺病等疾病，二氧化氮可导致或加重这些疾病。他还指出，虽然传感器是专门为检测二氧化氮而开发的，但它们可能检测多种气体和生物标记物鈥攖o测定血糖水平以监测糖尿病，或识别工业或战斗环境中的危险。
他说：“这些传感器也可以用于监测环境中的气体。”。“例如，我们可以监测空气质量，并告知患者关于汽车尾气排放过多的潜在担忧。然后，他们可以利用这些信息在特定日期避开特定区域。”
本文的其他作者是中国天津河北工业大学的李阳、季华东、孟翠洲、郑冠豪、薛晨、牛广宇、闫家义、叶雪和郭世杰；和北京航空航天大学的李余杭。