我们体验周围世界的一种方式就是通过我们的皮肤。从感知温度和压力到快乐或痛苦，我们皮肤上的许多神经末梢告诉我们很多东西。
我们的皮肤也可以告诉外界很多关于我们的事情。妈妈们用手摸我们的额头，看我们是不是发烧了。约会时，我们可能会在亲密的交谈中看到脸颊上泛起红晕。健身房的人可能会从你身上的汗珠推断出你正在进行很好的锻炼。
但是加州理工大学医疗工程系助理教授魏高(音译)想从你的皮肤中了解更多关于你的信息，为此，他开发了一种电子皮肤，可以直接应用在你的真皮肤上。这种电子皮肤由柔软而有弹性的橡胶制成，可以嵌入传感器，监测心率、体温、血糖水平、代谢副产物等健康指标，甚至可以监测控制肌肉的神经信号。它不需要电池，因为它完全依靠机体自身产生的废物产生的生物燃料电池运行。
高说，这类可穿戴设备面临的主要挑战之一是功率方面。许多人使用电池，但那不是很可持续的。有些人尝试过使用太阳能电池或利用人体运动的能量，但我们想知道，我们能从汗水中获得足够的能量来为可穿戴设备提供动力吗?答案是肯定的，"
高解释说，人体汗液中含有大量的化学乳酸盐，这种化合物是正常代谢过程的副产品，尤其是运动过程中肌肉产生的。电子皮肤内置的燃料电池吸收乳酸并与大气中的氧气结合，产生水和丙酮酸，这是新陈代谢的另一个副产品。当它们运行时，这些生物燃料电池产生足够的电力给传感器和蓝牙设备供电，类似于将手机和汽车音响连接起来的蓝牙设备，允许电子皮肤通过传感器无线传输数据。
" Gao说，虽然近场通信是许多无电池电子皮肤系统的常用方法，但它只能用于非常短的距离内的电力传输和数据读出。"蓝牙通信消耗更高的能量，但对于实际的医疗和机器人应用来说，是一种更有吸引力的扩展连接方式
高说，设计一种可以靠汗水驱动的电源并不是制造电子皮肤的唯一挑战;它还需要持续很长时间，高功率强度和最小的退化。这种生物燃料电池是由碳纳米管制成的，碳纳米管浸渍在铂/钴催化剂和复合网格中，复合网格中含有一种分解乳酸的酶。它们可以在人体汗液中连续数天产生连续、稳定的功率输出(最高可达每平方厘米几毫瓦)。
高表示，该计划是开发多种可以嵌入电子皮肤的传感器，这样它就可以用于多种用途。
他说:我们希望这个系统成为一个平台。"除了是一个可穿戴的生物传感器外，它还可以是一个人机界面。利用该平台收集的生命体征和分子信息可用于设计和优化下一代假肢。"
这篇题为《"生物燃料多路复用和无线传感软电子皮肤》的论文发表在4月22日的《科学机器人》杂志上。论文合著者为医学工程博士后学者游玉;医学工程研究生徐昌浩，闵继红(19)，杨怡然(18);无学位学生宋宇;暑期本科生研究金学生黄志刚;机械工程研究生Rachel Gehlhar (MS '18);艾伦·d·艾姆斯，布朗大学机械与土木工程及控制与动力系统教授;前加州理工学院本科生Adam Dai (BS '19)和Rohan Doshi (BS '19);前加州理工学院博士后学者乔安娜·纳萨尔。
这项研究的资金由加州理工学院的启动资金、Rothenberg创新计划(RI2)、Carver Mead新冒险基金和美国国立卫生研究院提供。
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