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科技日報北京6月25日電 （記者張佳欣）據近日發(fā)表于《先進(jìn)材料》雜志上的論文，美國匹茲堡大學(xué)研究人員研發(fā)了一種新型設備，可利用血液發(fā)電并測量血液電導率，這一創(chuàng )新有助于醫療測試的進(jìn)一步普及。
血液電導率是評估健康狀況的重要指標，主要由基本電解質(zhì)濃度決定，尤其是鈉離子和氯離子。這些電解質(zhì)是許多生理過(guò)程中不可或缺的一部分，有助于醫生準確診斷疾病。
研究人員解釋說(shuō)，血液基本上是一種水基環(huán)境，其中有各種傳導或阻礙電流的分子。例如，葡萄糖溶液具有一定的導電性，通過(guò)測量它對電導率的影響，可以判斷糖尿病的狀況。
盡管人體血液電導率非常重要，但由于測量方面存在困難，人們對血液電導率的了解不多。測量頻率低于100赫茲的電導率對于深入了解血液電特性和基本生物過(guò)程尤為重要，但難度較大。
研究團隊提出了一種毫流體納米發(fā)電機片上實(shí)驗室設備，能夠測量低頻血液電導率。該設備中有一種集成摩擦電納米發(fā)電機（TENG），能利用血液將機械能轉化為電能。
這一過(guò)程涉及到接觸材料之間的電子交換。在TENG系統中，電子轉移和電荷分離會(huì )產(chǎn)生電壓差，電壓差會(huì )驅動(dòng)電流。研究團隊分析了設備在預定義負載條件下產(chǎn)生的電壓，以確定血液的電導率。他們還使用人工智能模型，通過(guò)設備產(chǎn)生的電壓模式直接估計血液電導率。
研究團隊將該設備結果與傳統測試進(jìn)行了比較，證明其具有較高準確性。此外，這種設備能夠在體內任何存在血液的地方進(jìn)行操作，利用局部血液進(jìn)行自供電診斷。
血液是由血漿和懸浮于其中的不同形狀的血細胞組成，這些血細胞之間的液體可視為電解質(zhì)。對普通人來(lái)說(shuō)，血液電導率是個(gè)聽(tīng)起來(lái)有些陌生的名詞。其實(shí)，它與血細胞壓積、血沉、血液流變性都有關(guān)系，因此也與人體生理病理狀態(tài)相關(guān)。本文中，科研人員創(chuàng )造性地發(fā)明了一種血液驅動(dòng)的檢測設備，將檢測對象作為自身動(dòng)力來(lái)源。這樣一來(lái)，血液電導率測試能在更多基礎醫療設施欠缺的地方得以應用，讓更多人能享受到醫療技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的福祉。
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