目前,柔性传感器在渔业领域的研究尚处于起步阶段,兼顾水下黏附和优异光电性质的柔性传感器鲜见报道。为搭建应用于渔业的水下传感平台,中国水产科学研究院质量与标准研究中心吴立冬研究员率领团队研制了可黏附在水生动物体表及其器官表面的柔性传感器,并通过添加微量碳纳米管(CNTs)来连接均匀分散的液态金属(LM)来提高传感器检测灵敏度和光学性质。我院研发的柔性传感材料粘度高达20 kPa,导电性达到94 S/m、伸展性可达2200 %、可见光透明度是93%并具有快速自我修复的能力(20分钟内可自愈合)。随后以研发的柔性材料为传感器敏感元件,将其与蓝牙设备连接,通过自行开发的安卓手机app将柔性传感器采集的电信号转换为可读取的数字信号。此柔性传感器贴附在受伤鲟鱼心脏,不仅能够在内脏微创手术过程中全程观察内脏出血情况还能连续监测鲟鱼心跳信号,防止珍稀濒危物种在术中死亡。透明柔性传感器不仅为无手动物术中及术后心脏监测提供了有力工具而且开拓了水生生物穿戴设备用于环境监测的新领域。研究成果在线发表Chemical Engineering Journal杂志,题目为“Liquid metal/CNTs hydrogel-based transparent strain sensor for wireless health monitoring of aquatic animals”。
Chemical Engineering Journal是中科院1区的TOP学术期刊(IF 16.744)。论文通讯作者为质标中心吴立冬研究员,孙蒙蒙,李佩仪硕士为论文的第一作者。此项工作得到了国家自然基金委项目(22176221)和中国水产科学研究院基本科研业务费项目(2022A004和2020TD75)的支持。
文章链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140459
柔性传感器贴附鲟鱼体表及心脏,及其监测生理生化指标的柔性芯片装置图