墨尔本大学李丹教授NSR：柔性石墨烯材料检测骨骼肌收缩

通讯作者：Ling Qiu；李丹

通讯单位：莫纳什大学；墨尔本大学

 

人体运动主要由骨骼肌的收缩控制。与通常在大位移范围内执行的关节或骨骼运动不同，支撑这些运动的骨骼肌收缩的强度很小但频率很高。这种微妙的运动使得开发可穿戴但耐用的软材料以高保真电子监控此类运动成为一项艰巨的挑战，例如用于肌肉/神经肌肉疾病的诊断。

 

基于此，墨尔本大学、莫纳什大学李丹教授和莫纳什大学Ling Qiu使用超可压缩石墨烯基蜂窝材料(UGCM)作为支持架构(软电活性材料)，探索了一种使用层压工艺将超软蜂窝材料与橡胶连接起来的新策略。该材料可用于骨骼肌收缩的微笑移动。相关工作以“Detecting subtle yet fast skeletal muscle contractions with ultrasoft and durable graphene-based cellular materials”为题发表在National Science Review上。

 

图1.GP层压板的制造及其机械性能。

 

要点1. 超低密度石墨烯基蜂窝(≤1.0mg/cm3)在硅橡胶界面处表现出高效的应力和应变转移机制而不会分层，为UGCM提供卓越的拉伸性(>100%)和耐用性，同时保持宽带频率响应。

  

要点2. 这种混合材料的应变传感器可以提供一种新的、柔软的、可穿戴的机械肌电图方法，用于实时监测复杂的神经肌肉-骨骼相互作用。探索电阻型应变传感器在不同解剖尺度上全面检测人体活动的潜在用途，最重要的是，对于微妙的高频骨骼肌活动

 

要点3. 这项工作还提出了一种新的支持架构的功能软材料平台，用于可穿戴电子产品。

 

图2. GP层压板对不同频率的机电响应。

 

图3.GP-层压板和sEMG监测电诱发的二头肌收缩。

 

图4. GP层压板对随意二头肌收缩的监测。

 

链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab184