小口罩大作用：紙基電傳感器打開呼吸監測新模式

材料牛注：哈佛大學的科學家發明了一種口罩傳感器，可用來監測病人的呼吸頻率。

哈佛大學科學家在其發表在Angewandte Chemie期刊上的文章中稱，他們發明了一種簡單有效的傳感器，可用來監測呼吸頻率。這種紙基傳感器，正是利用了紙張的吸濕性來探測呼出和吸入空氣的周期性濕度變化。收集到的呼吸數據可傳輸至智能手機或平板電腦，以做進一步處理、分析、存儲或傳送給醫師。這樣，裝有傳感器的小小口罩就能拯救病房里的生命了。

人的呼吸頻率能反應出其健康狀況和身體條件。睡眠窒息常常伴有數秒或數分鐘的呼吸暫停，安靜狀態下呼吸過快可預測心搏停止。此外，運動員還將呼吸頻率作為衡量健康狀況的指標，并希望在運動中保持緩慢且深度的呼吸。

怎樣采用用戶友好、安全且實惠的方式監測呼吸？有趣的是，除了計算胸腔起伏次數之外，幾乎沒有實用且高性價比的有效方式監測呼吸。以George M. Whitesides為帶頭人的化學家和生物學家科研隊伍設計了一個紙基口罩低成本監測系統，口罩內置電極，以監測呼吸過程中的濕度變化。

科學家要求身體健康的志愿者戴上這種功能性口罩做不同類型的運動，以監測傳感器的靈敏度及數據的可靠性。此外，科學家還監測了正常呼吸頻率，呼吸暫停次數，深度呼吸等。

這個系統的原理是，呼出的空氣中的水分會使纖維素的水層增加，而吸氣引發的效果則恰恰相反。

數據電子獲取系統放大處理數據后，將其傳輸至運行安卓app的智能手機或平板電腦，然后對數據流進行分析。文章作者稱，“這個系統不會損傷人體，可以讓科學家使用簡單的IRB方式獲取相關人體數據”。正是由于其設計簡單及成本低廉，才使這種紙基呼吸傳感器極具吸引力。

原文參考鏈接：Paper-based electrical sensor developed to monitor respiration rate