Atmung, als ee vun de vital Zeeche vun der mënschlecher Gesondheet Iwwerwaachung, enthält vill physiologesch Informatioun iwwer individuell Gesondheet a potenziell Krankheeten. Echtzäit Iwwerwaachung vun der Atmung kann potenziell Krankheetsrisiken entdecken a souguer Liewen retten. Am Hibléck op d'Defiziter vun de meeschte respiratoreschen Iwwerwaachungsausrüstung, sou wéi komplex a voluminös, net gëeegent fir portabel an Echtzäit Iwwerwaachung, ass et vu grousser Bedeitung fir selbst ugedriwwen a wearable Echtzäit Atmungsmonitoréierungssystem z'entwéckelen.

E selbst ugedriwwen Smart wearable Echtzäit Otemschwieregkeeten Iwwerwaachungssystem baséiert op engem selbst ugedriwwenen Spiralfaser-Belaaschtungssensor (HFSS) gouf am Beijing Institute of Nanoenergy and Systems, Chinese Academy of Sciences entwéckelt. De System kann e puer Schlëssel Otmungsproblemer Parameteren fir Krankheet Préventioun a medezinesch Diagnos moossen. De Smart Alarm kann automatesch e preset Handy ruffen fir Hëllef no Ännerungen am mënschleche Atmungsverhalen.

Fuerscher wielen kommerziell sëlwer plated Polyamidfaser als Elektrode, Wiel vu Polytetrafluorethylen (PTFE) Faser a Polyamidfaser als triboelektrescht Material, duerch d'Faserbekleedung Kär-Shell Method fir sëlwer plated Polyamidfaser gewéckelt PTFE-Faser a Polyamidfaser-Wicklungen sëlwer plated Polyamidfaser gewéckelt ze verstoppen Faser Wicklung ofwiesselnd op Faserbasismaterial kann gestreckt ginn, PTFE- oder Polyamidfaser benotzt als Schuel, Sëlwerplackfaser als Kärschicht. D'Schuelfaser gëtt ëm d'Kärfaser gewéckelt, an déi zwee sinn matenee verbonnen. D'Kontakt Trennung vun zwee triboelectric Schichten (PTFE an Nylon) kann duerch d'Spannungsléisungsbewegung vum Sensor realiséiert ginn. Wärend dem Spannprozess verlängert d'Spiral laanscht d'Längsrichtung, an den ugrenzend Nylon a PTFE trennen bis déi maximal Spannbelaaschtung erreecht gëtt.

Den Aarbechtsprinzip vum Sensor baséiert op der Kupplungskontakt Elektrifizéierung an der elektrostatescher Induktioun vun zwee triboelektresche Materialien (PTFE an Nylon). Wéinst de Géigendeel triboelektresch Polaritéite vu PTFE an Nylon, wäerten hir Flächen gläichwäerteg positiv an negativ triboelektresch Ladungen induzéieren. Wann de Sensor vun enger externer Kraaft gestreckt ass, fänken d'Kontaktflächen ze trennen, a schaaft e potenziellen Ënnerscheed tëscht den zwou Flächen, deen déi fräi Elektronen dréit. Andeems Dir den Effekt vun der Spannbelaaschtung op d'elektresch Ausgang vum Sensor studéiert, gëtt festgestallt datt d'Open-Circuitspannung, de Kuerzschlussstroum a Kuerzschlussladungstransfer all eropgoen mat der Erhéijung vun der Spannbelaaschtung. Wann d'Spannbelaaschtung 1% ass, huet de Sensor nach ëmmer e stabile Spannungsausgang vun 0.5V, wat ganz sensibel ass fir Belaaschtung.

D'Fuerscher hunn e selbstverdéngte Belaaschtungssensor an d'Brustband integréiert an en ënner der Këscht befestegt fir d'Atmung ze iwwerwaachen. Wéi d'Këscht erweidert oder kontraktéiert, erweideren d'Sensoren a regelméisseg kontraktéieren. Duerch d'Berechnung an d'Veraarbechtung vun dësen elektresche Signaler kënnen d'mënschlech Atmungsrate, forcéiert vital Kapazitéit, Peak expiratoire Flux an aner Indikatoren kritt ginn. Zousätzlech hunn d'Fuerscher e Smart wearable Echtzäit Otemschwieregkeeten Iwwerwaachungssystem entwéckelt, deen e Smart Spirometer an e selbstverdéngte Smart Alarm enthält. De Smart Spirometer kann de Loftfloss pro Exhalatioun quantifizéieren an ufanks Atmungskrankheeten diagnostizéieren. De Smart Alarm rufft automatesch de preset Telefon fir Hëllef un wann de Sujet méi wéi 6 Sekonnen ophält ze otmen.

D'Fuerschung liwwert eng effektiv Spiralstruktur fir d'Fabrikatioun vun héich sensiblen Belaaschtungssensoren baséiert op Reibungsnanogeneratoren an entwéckelt e wearable selbstverdéngte Echtzäit Atmungssystem, wat e grousst Potenzial an der perséinlecher Atmungsgesondheetsiwwerwaachung a Smart wearable medizinesch Elektronik weist. "Helical Fiber Strain Sensoren Baséierend op Triboelectric Nanogenerators fir selbst ugedriwwen mënschlech Atmungssystem Iwwerwaachung gouf am ACS Nano publizéiert.