德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科克雷爾工程學(xué)院的一組研究人員發(fā)明了一種生產(chǎn)廉價且高性能的可穿戴貼劑的方法，該方法可連續(xù)監(jiān)測人體的生命體征以進(jìn)行人體健康和性??能追蹤，其性能可能優(yōu)于傳統(tǒng)的監(jiān)測工具例如心臟事件監(jiān)視器。

研究人員于9月23日在“高級材料”雜志上發(fā)表了有關(guān)其專利申請過程的論文。

該團(tuán)隊(duì)的制造方法由路南樹(Lanshu Lu)助理教授領(lǐng)導(dǎo)，旨在為表皮電子產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)構(gòu)建類似紋身的一次性健康監(jiān)測貼片，這是路在2011年幫助開發(fā)的一種流行技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)的突破是可重復(fù)的“剪切和粘貼”方法，可將制造時間從幾天縮短到僅20分鐘。研究人員認(rèn)為，他們的新方法與卷對卷制造兼容-卷裝制造是使用一卷柔性塑料和一臺加工機(jī)批量生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)有方法。

像臨時紋身一樣粘在皮膚上的可靠，超薄的可穿戴電子設(shè)備是一個相對較新的創(chuàng)新。這些設(shè)備具有拾取和傳輸人體重要信號的能力，可以跟蹤心率，水合水平，肌肉運(yùn)動，溫度和大腦活動。

盡管這是一項(xiàng)很有前途的發(fā)明，但冗長，繁瑣且昂貴的生產(chǎn)過程至今仍阻礙了這些可穿戴設(shè)備的潛力。

“表皮電子產(chǎn)品最吸引人的方面之一是其具有一次性使用的能力，” Lu說。“如果您可以廉價地制造它們，比如說1美元，那么更多的人將能夠更頻繁地使用它們。這將為許多移動醫(yī)療應(yīng)用及其他領(lǐng)域打開大門。”

UT奧斯汀方法是生產(chǎn)這些電子產(chǎn)品的第一個干法和便攜式方法，與當(dāng)前方法不同，該方法不需要潔凈室，晶圓和其他昂貴的資源和設(shè)備。取而代之的是，該技術(shù)依賴于自由形式的制造，這種形式的范圍與3-D打印類似，但是不同之處在于，材料是去除而不是添加。

兩步過程從沉積在聚合物片材上的廉價，預(yù)制，工業(yè)級金屬開始。首先，使用電子機(jī)械切割器在金屬聚合物片上形成圖案。其次，在去除多余的區(qū)域后，將電子設(shè)備印刷到任何聚合物粘合劑上，包括臨時紋身膜。切紙器是可編程的，因此可以輕松自定義貼片和圖案的尺寸。

科克雷爾學(xué)院副教授兼材料專家德吉·阿金萬德(Deji Akinwande)認(rèn)為，盧的方法可以轉(zhuǎn)移到卷對卷制造中。

“這些最初的原型補(bǔ)丁可以適應(yīng)于卷對卷制造，從而可以大大降低批量生產(chǎn)的成本，” Akinwande說。“鑒于此，Lu的發(fā)明代表了移動醫(yī)療行業(yè)的一項(xiàng)重大進(jìn)步。”

研究人員制作出粘貼好的貼片后，對其進(jìn)行了測試。在每項(xiàng)測試中，研究人員的新制作的貼片均能吸收比現(xiàn)有醫(yī)療設(shè)備所采集的身體信號更強(qiáng)的身體信號，其中包括ECG / EKG(一種用于評估心臟電和肌肉功能的工具)。研究小組還發(fā)現(xiàn)，他們的貼片幾乎完全貼合皮膚，從而最大程度地減少了運(yùn)動引起的虛假信號或錯誤。

UT Austin的可穿戴貼片非常靈敏，Lu和她的團(tuán)隊(duì)可以設(shè)想佩戴這些貼片的人可以通過肌肉信號更輕松地操縱假肢。盧說，目前，“我們正在努力在低成本補(bǔ)丁中增加更多類型的傳感器，包括血壓和血氧飽和度監(jiān)測器。”