9月15日,由土建学院教师边祖光在美访学期间参与其中的研究成果——“Ultrathin conformal devices for precise and continuous thermal characterization of human skin”在《Nature Materials》期刊上发表。《Nature Materials》是由Nature 出版集团(Nature Publishing Group,简称NPG)出版发行的全球著名的期刊,2002年9月创办;是《Nature》周刊的姐妹期刊,其影响因子在本领域中高于其他任何杂志。
人类诸多生理状况,如心血管健康状况、感知程度、肿瘤状态等,在临床上均可以通过皮肤温度变化反映出来。现有医疗仪器,如红外数码成像仪,测量温度时需要固定测试对象,并且价格昂贵;触点式温度传感器可克服这两个缺点,但它只能间隔布置,无法测量温度的空间分布,并且它会对皮肤产生刺激,改变皮肤自然状态的温度,从而使得测量结果不准确。
美国UIUC课题组采用纳米技术,开发出了一套可实时、连续精确测量皮肤温度的超薄共形装置。其中的测量系统非常柔软,能适应皮肤的各种变形;传感器具有“类皮肤性”,对皮肤的刺激甚小,可以进行长期检测;温度测量精度达到mK级,可以精确刻画皮肤温度场的空间分布。进一步利用无线传输技术,可望在不影响日常生活的前提下,监测测试者的皮肤温度变化。
该系统的理论分析由美国西北大学完成。边祖光在美访学期间也参与其中。为了实时测量皮肤温度,温度传感器必须具有快速响应能力;通过数学建模与热传导分析,边祖光从理论上求出了传感器的响应时间,为提高响应速度提供了优化措施,最后实验中温度传感器的响应时间达到mS级,完全达到了临床应用的要求。