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基于光學檢測手段的可穿戴式健康追蹤器有望應(yīng)用于公共衛(wèi)生領(lǐng)域，因為它們可以無創(chuàng)追蹤重要健康體征。但是，目前為止，使用的剛性技術(shù)阻礙了可穿戴設(shè)備的最終性能和形狀因數(shù)。這里，證明了一類新的柔性、透明的可穿戴器件，基于半導(dǎo)體量子點敏化的石墨烯（GQD）。該工作展示幾種原型可穿戴設(shè)備，它們能夠無創(chuàng)地監(jiān)測重要的健康跡象，包括心率，動脈血氧飽和度（SpO2）和呼吸頻率。演示了使用環(huán)境光的操作，提供低功耗。在大氣光照下進行了演示，僅提供低功耗。此外，使用柔性紫外（UV）-敏感光電探測器與近場通信電路板的異構(gòu)集成，可以促使光電探測器和智能電話之間實現(xiàn)無線通信和電力傳輸，從而提供無電池操作。該技術(shù)為無縫集成可穿戴設(shè)備開辟了新路徑，并通過無線探測紫外線指數(shù)為用戶提供支持。
Figure 1．基于GQD PDs的健康檢測原型。（a）柔性、透明GQD PDs集成于HR的監(jiān)測手鐲的光學照片，（b）柔性PD的放大圖片，（c）在柔性基底上組裝石墨烯和QDs的示意圖，（d）反射模式下的PPG示意圖，（e）基于反射模式PPG的HR監(jiān)測手鐲，（f）透射模式PPG示意圖，（g和h）在移動手機屏幕上的健康貼片，（i）透射和反射模式下操作的標準化PPG記錄。
Figure 2. 在柔性聚合物基底上的GQD PDs的電學-光學和機械表征。（a）PD在PET基底上的光學照片，（b）光誘導(dǎo)阻抗變化，（c）PD在PEN基底上的機械穩(wěn)定性，（d）在聚酰亞胺上的柵極PDs照片，（e）施加的柵極電壓與其響應(yīng)，（f）在固定柵極電壓下檢測器的動態(tài)響應(yīng)。
Figure 3.通過GQD健康貼片進行HR和RR測量。
Figure 4. 無線、無電池的UV監(jiān)測貼片。（a）GQD-UV貼片，（b）無線、無電池的UV監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，（c）通過將UV貼片放置在手臂上進行移動UV指數(shù)監(jiān)測，（d）調(diào)制NFC輸出信號。
該研究工作由巴塞羅那科學技術(shù)研究所的Gerasimos Konstantatos 聯(lián)合 Stijn Goossens團隊于2019年發(fā)表在Science Advances國際頂級期刊上。原文：Flexible graphene photodetectors for wearable fitness monitoring（DOI: 10.1126/sciadv.aaw7846.）
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