[发明专利]一种生物友好型人体温度报警柔性电子器件

说明书

本发明提供了一种生物友好型人体温度报警柔性电子器件，包括电源、温度传感单元、微控制器、报警单元；所述温度传感单元包括导电水凝胶、封装导电水凝胶的导热外壳，以及设置在导热外壳两端的金属片；所述电源为温度传感单元和微控制器提供电压；所述导电水凝胶的电阻随温度发生变化，微控制器用于读取并记录导电水凝胶的电阻值，当微控制器读取到导电水凝胶的电阻值高于设定的阈值时，报警单元进行温度报警。本发明开发的引入微控制器的温度检测系统，不仅可以对人体温度进行实时的监测及报警，还能用于其他具有温度响应性高分子的最低临界溶解温度(LCST)的检测，为生物友好型柔性电子器件用于人体温度检测开辟一条新的道路。

技术领域

本发明属于温度传感器技术领域，具体涉及一种生物友好型人体温度报警柔性电子器件。

背景技术

温度传感器是指能够感受温度并转化成可用输出信号的传感，按测量方式主要分为接触式传感器和非接触式传感器。传统的接触式传感器有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等，这些传感器热效应明显，灵敏度和稳定性较好，在传统的微电子系统中得到广泛的应用。

随着时代发展，传统的刚性接触式温度传感器由于使用方式和用户体验已无法满足人们的测量需求。温度传感器的发展过程中，传统的刚性材料所制备的温度传感器难以与柔性电子电路基板进行直接连接，其连接稳定性、灵敏度和耐久性都会受到影响；由此激发了柔性传感器迅速发展，柔性传感器作为柔性电子技术、人造皮肤的重要组成部分，该类传感器的出现正在给人类的生活方式带来巨大的变化，能够实现个人化医疗检测，如精细的温度检测和长时间监测、能够直接在人体上使用提高测量精确度等优势，也越来越受人们的青睐。

柔性温度传感器具有很大的潜力作为将来的可穿戴传感器直接穿戴于人体身上，实现个人化的医疗管理。目前已有很多柔性温度传感器已被报道，并且具备良好的检测灵敏度。但是，目前的大多数柔性温度传感器比较缺乏生物相容性。例如：中国专利申请CN111504495A提供了一种pNIPAM和MXene复合材料制备的柔性温度传感器，该传感器具有较高的灵敏度，但是掺杂的MXene会使传感器的生物相容性降低，对人体组织存在安全隐患，不利于穿戴式传感器的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于解决现有柔性传感器所存在的不足之处，而提供了一种体温度报警柔性电子器件。

本发明的构思：

水凝胶基柔性材料是制备优良柔性可穿戴传感器的未来发展方向之一。其中，导电水凝胶由于其独特的导电性能可以用于新型柔性电子器件的开发。本发明研究团队在研发过程中发现由银纳米线与聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶复合而成的导电水凝胶不仅具有优异的导电性能，还具有的温度响应相变特性，即当检测温度靠近聚(N-异丙基丙烯酰胺)的最低临界溶解温度(LCST)时，高分子将发生构象转变，高分子溶液由均相体系转变成非均相体系，并且聚(N-异丙基丙烯酰胺)的LCST接近人体温度；同时，还发明该导电水凝胶的生物相容性非常好，安全性较高。基于此，本发明拟基于该导电水凝胶研发一款人体温度报警柔性电子器件。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种生物友好型人体温度报警柔性电子器件，其特殊之处在于，包括电源、温度传感单元、微控制器、报警单元；

所述温度传感单元包括导电水凝胶、封装导电水凝胶的导热外壳，以及设置在导热外壳两端的金属片；

所述电源为温度传感单元和微控制器提供电压；

所述导电水凝胶的电阻随温度发生变化，微控制器用于读取并记录导电水凝胶的电阻值，当微控制器读取到导电水凝胶的电阻值高于设定的阈值时，报警单元进行温度报警。其中，微控制器相当于电阻监测单元。

进一步地，所述微控制器采用Arduino单片机；