新型舒适可穿戴生物传感器：可测量肌电图信号，追踪肌肉活动

生物传感器，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，具有接受器与转换器的功能。皮肤上的生物电传感器可用于测量体内的电信号，如心脏活动和肌肉收缩。虽然这能为临床医生提供宝贵的信息，但目前的生物电传感器技术存在缺点：效果不佳、不舒服、昂贵和难以制造。近日，犹他大学和韩国庆尚国立大学的研究人员开发了一种低成本、操作简便的生物电传感器。

这种新传感器可以测量肌肉收缩时产生的肌电图（EMG）信号。肌电图信号对于研究肌肉疲劳和恢复非常有用，而且它们有可能为神经肌肉疾病的诊断和治疗提供信息。所测量的信号是一段时期内的电压，每次手指移动时，身体、肌肉的电位都会发生变化。因此，通过这个传感器能够检测到这种电位的差异。

这种生物传感器可以直接集成到一件衣服上，因此有了简便操作和舒适的优势——柔软的衣服意味着与皮肤有更好的接触，以及可以更好地测量信号。

最初，研究人员将银浆直接印在织物上。银具有导电性，所有它是检测电信号的良好材料。然而，它也有一定的毒性，所以长期接触会导致皮肤过敏。为了利用银的有益特性，同时解决它带来的问题，研究小组在银的上面沉积了一层金纳米粒子。金完全包裹住了银颗粒，防止它们接触皮肤。因此，研究小组获得一个既能导电又不刺激皮肤的探测器。金和银的用量不多，所以它成本也很低。

随后，科学家通过把它放在二头肌和手指上，并在这些肌肉进行各种运动时，监测产生的信号来测试生物传感器的性能。传感器是织物的一部分，需要设计为长期使用，因此它需要经得起清洗。研究团队在多次洗涤后重新测试了传感器的性能，发现其性能仍然很高。

研究人员表示，这项工作不仅设计了一个具有便利性的可穿戴设备，而且它还具有很好的性能和生物相容性。在纺织品上使用这种技术可以彻底改变未来的生物电传感器的前景。

题为“Gold and silver nanocomposite-based biostable and biocompatible electronic textile for wearable electromyographic biosensors”的相关研究论文发表在《应用物理快报-材料》（APL Materials）上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0058617