A Liquid-Metal Wearable Sensor for Respiration Monitoring: Biomechanical Requirements, Modeling, Design, and Characterization

材料科学 制作 液态金属 微流控 聚二甲基硅氧烷 可穿戴计算机 超弹性材料 机械工程 软机器人 纳米技术 光电子学 计算机科学 电子工程 声学 复合材料 人工智能 执行机构 嵌入式系统 结构工程 工程类 有限元法 病理 物理 替代医学 医学
作者
Fabio Lazzari,Marco Gaviati,Lorenzo Garavaglia,Jacopo Romanò,Simone Pittaccio
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:23 (6): 6243-6253 被引量:6
标识
DOI:10.1109/jsen.2023.3238358
摘要

Liquid metals are metals in the liquid state at room temperature; they mostly belong to the alloys of Ga and In. These alloys have attracted attention because of their capacity to conduct electricity and heat, coupled with unique mechanical properties, which allow them to undergo extreme deformations, and self-heal. Their many possible applications range from microfluidics to soft robotics. They are particularly interesting for the fabrication of wearable sensing devices. We design and develop a liquid-metal-based hybrid sensor to study the qualitative and semiquantitative aspects of respiratory mechanics, monitoring the expansion and contraction of chest movements, exploiting the coupling of eutectic Ga–In alloy (EGaIn) and polydimethylsiloxane (PDMS), which show optimal characteristics to build a sensor for this application. The liquid metal has a suitable ohmic response and PDMS, due to its hyperelastic behavior and low viscosity, can be deformed easily and can transmit, without distortion, the primary frequency components useful to characterize different respiratory patterns, from slow and deep breathing to fast and shallow breathing. The time course and spectrum of the electric resistance signal from the sensor correspond closely to a standard reference obtained simultaneously by measuring chest deformation via optoelectronic stereophotogrammetry. The fabrication process is easy, cheap, and robust and can be industrialized.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
春色未软旧苔痕完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
WSQ2130完成签到,获得积分20
1秒前
快乐灵薇发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
shusz发布了新的文献求助10
3秒前
大模型应助小鸟采纳,获得10
3秒前
搜集达人应助Lazysin采纳,获得10
4秒前
4秒前
科研通AI6.4应助yaya采纳,获得10
5秒前
5秒前
精神是块骨头完成签到,获得积分10
5秒前
研友_VZG7GZ应助zz采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
高山流水完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
捡破烂的完成签到 ,获得积分10
8秒前
积极纲发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
裴裴发布了新的文献求助10
8秒前
常山赵紫龍完成签到,获得积分0
8秒前
10秒前
10秒前
SciGPT应助mingyahaoa采纳,获得10
10秒前
chromium22完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
二月红发布了新的文献求助10
11秒前
传奇3应助ale采纳,获得10
11秒前
12秒前
liliwan完成签到,获得积分10
12秒前
喵先生发布了新的文献求助10
12秒前
聪明的唇膏2209完成签到,获得积分10
12秒前
vistagy完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Stratospheric Ozone: A Textbook 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7358442
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8968755
关于积分的说明 19059608
捐赠科研通 7005504
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222587
关于科研通互助平台的介绍 2386714
邀请新用户注册赠送积分活动 2203336