传感器|美国西北大学开发出新型可穿戴、无电池片上传感器，可在多波长情况下提供精准的剂量测定

来自美国西北大学的研究人员开发了出一种可穿戴、无电池的传感器，可以测量和监控从紫外到可见光到红外区域的多种波长范围，可同时记录多达三个波长。

图为指甲上的UVA阳光皮肤传感器

传感器

该传感器采用片上系统设计，允许通过智能手机无线访问个人的传感器读取太阳能曝光数据。光通过传感器中的窗口并撞击毫米级半导体光电探测器，光电探测器产生的电流的大小与光的强度成正比，该电流传递到电容器，其中捕获并存储相关的电荷。嵌入在传感器中的通信芯片读取电容器两端的电压，并将结果以数字和无线方式传递给用户的智能手机。智能手机获取到数据的同时，电容器放电，从而复位器件。

多个探测器和电容器可分别测量UVB和UVA指数。通过将该设备与用户的手机之间通信以访问天气和全球UV索引信息，手机还可以向用户发送警报。传感器提供的信息组合可实现瞬时和累积光照的高精度跟踪。

研究人员表示，由于该设备在“始终开启”模式下运行，因此其测量结果比现有的任何其他光量计都更加精确和准确。电流剂量计仅在设定的时间间隔短暂地采样光强度，并假设这些测量之间的光强度是恒定的，并且它们也很重且很贵。

实验研究

健康的志愿者在四天的时间内佩戴了新的传感器。研究人员观察到，即使在水中，这些装置仍能保持功能并可靠地记录UVA太阳辐射剂量。该装置还用于监测临床光疗室中的治疗性紫外线，用于治疗新生儿重症监护室中患有黄疸的新生儿的牛皮癣和特应性皮炎和蓝光光疗。还测试了其测量季节性情感障碍的白光暴露的能力。研究人员制作了不同形状和大小的传感器。

研究人员说，光波长以不同的方式与皮肤和身体相互作用，此外，光线变化的生物效应强度取决于天气模式，时间和空间。

据研究人员称，这种低成本设备几乎是坚不可摧的。Rogers表示：“没有开关或接口磨损，它完全密封在一层薄薄的透明塑料中。从用户的角度来看，它使用起来简直不能更容易，它始终在线，但从不需要充电。它的重量与雨滴一样多相近，直径小于1mm，并且像信用卡一样薄。您可以将它安装在帽子上或将其粘贴到太阳镜或手表上。”

太阳辐射传感器是柔性的并且可以检测多种形式的UV辐射

参考文献

“Wireless, battery-free, flexible, miniaturized dosimeters monitor exposure to solar radiation and to light for phototherapy”Seung Yun Heo, Jeonghyun Kim, Philipp Gutruf, Anthony Banks, Pinghung Wei, Rafal Pielak, Guive Balooch, Yunzhou Shi, Hitoshi Araki, Derrick Rollo, Carey Gaede, Manish Pate, Jean Won Kwak, Amnahir E. Peña-Alcántara, Kyu-Tae Lee, Yeojeong Yun, June K. Robinson, Shuai Xu and John A. Rogers. Science Translational Medicine 05 Dec 2018: ol. 10, Issue 470, eaau1643 OI: 10.1126/scitranslmed.aau1643

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