智能手表和健身追踪器等可穿戴健康设备使用光学检测来监测重要的健康数据。然而，这种僵化的技术阻碍了设备的性能和形状因素。现在，在一项发表在科学的进步在美国，研究人员展示了一种基于石墨烯敏化半导体量子点(GQD)的新型柔性透明可穿戴设备。研究人员展示了几种原型可穿戴设备，这些设备能够无创地监测重要的健康体征，包括心率、动脉氧饱和度(SpO2)和呼吸频率。
我们的皮肤是电子设备的独特接口，用来评估我们身体当前的健康状况。
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光学生命体征监测通常通过光电容积描记术(PPG)进行。基于ppg的可穿戴设备由离散的、刚性的硅光电二极管制成，这些二极管不能与皮肤一致地结合，从而降低了数据的准确性。与此同时，笨重的读出电子设备和僵硬的传感器让用户感到不舒服，《科学进展》．
由于其灵活性和透明性，石墨烯是一种可行的可穿戴传感器材料。特别是，GQD(石墨烯与半导体量子点敏化)光电探测器提供了关键的好处，如宽带波长灵敏度和高响应，这是由于内置的光导增益。
在他们的研究中，研究人员将柔性光电探测器集成在柔性手环和手机屏幕上，允许用户从一系列身体位置跟踪心率和呼吸频率。他们使用反射率模式PPG从手腕提取用户的心率。另一方面，他们使用传输模式PPG来监测用户放在健康贴片上的手指的心率。
在这种情况下，健康贴片利用环境光穿过组织，然后到达。由于GQD PD的宽带波长灵敏度，健康贴片可以在仅使用环境光的传输模式下运行，因为更高波长的光可以更深地穿透皮肤。“这使得可穿戴设备能够检测需要长时间持续跟踪的生命体征。由于没有外部光源，集成可穿戴设备的功耗非常低，仅限于PD和读出电子器件的耗散，”研究人员写道。他们总结道:“这种灵活的可穿戴平台可以实现量产和低成本设备，因为它完全兼容可扩展的CVD生长和卷对卷传输工艺。”
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这项研究是由来自西班牙巴塞罗那的icfo - ciency Fotoniques研究所，巴塞罗那科学技术研究所，08860 Castelldefels, Institució Catalana de Recerça i Estudis Avançats和Lluis Companys的科学家进行的。
