一个国际研究人员团队设计了一种高度灵敏的柔性气体传感器，可以将其植入体内，并且在不再需要时，可以安全地生物降解为可被人体吸收的材料。

在一项研究中，研究人员报告说，他们设计了一种灵活的可植入传感器，可以监测体内的各种形式的一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）气体。

例如，在人体中自然产生的一氧化氮在健康中起着重要作用，因为它可以放松或扩大血管以增强血液流动，从而使氧气和营养物质在体内循环。另外，与材料研究所关联的Cheng说，另一方面，环境中二氧化氮的暴露与诸如慢性阻塞性肺疾病等疾病的进展有关。一氧化氮具有很高的反应活性，当暴露在氧气中时可以转化为二氧化氮。

该团队在当前在线出版的《NPG亚洲材料》杂志上报告了他们的发现，该团队通过使用不仅可植入，可弯曲和可拉伸而且可生物降解的材料制造传感器，从而改变了他们的传感器设计。虽然目前的设备在体外用于监测气体水平，但是它们比较笨重，而且不如可植入设备精确。但是，要设计可移除植入设备的话，这可能意味着需要更多的操作。

“如果进行了心脏外科手术，体外监测器可能不足以检测出气体，” Cheng说。“监测心脏表面或那些内部器官的气体水平可能更有益。这种气体传感器具有植入性和生物降解性，这是我们一直在努力的另一个研究方向。如果患者从外科手术中完全康复，他们将不再需要该设备，这使可生物降解的设备变得有用。”

据研究人员称，所有成分在水中或体液中均可生物降解，但仍具有足够的功能以捕获有关气体含量的信息。在这种情况下，研究人员用镁制成了设备的导体（导电的元素），对于功能材料，他们使用了对一氧化氮也高度敏感的硅。

身体可以安全吸收设备中使用的所有材料。该设计的另一个好处是，材料溶解的速度足够慢，这将使传感器在患者康复期间可以在体内发挥作用。

程说：“硅是独一无二的，它是现代电子产品的基础，人们认为它非常稳定。” 硅也被证明是可生物降解的。它可以以一种非常缓慢的方式溶解，每天大约溶解一到两纳米，具体取决于环境。”

柔性材料为研究人员提供了设计传感器的机会，该传感器非常适合监测体内和体外的NO型气体。

根据研究人员的说法，该传感器在潮湿条件和水溶液中进行了测试，表明它可以在人体的恶劣条件下稳定运行。

该团队利用ICDS的Roar超级计算机的计算资源来创建仿真模型，该仿真模型可以计算出由于材料形状或变形的微小变化而引起的极小的变化。

“我们的测量基于电阻，电阻可以根据气体吸收量而变化，但也可能由于变形而变化，” Cheng说。“因此，如果我们使皮肤表面的传感器变形，将导致很大的力和较大的电阻变化，并且我们不知道气体的性能是来自变形还是暴露于环境中。”未来的工作可能会放在设计集成系统上，这些系统可以监测其他身体功能，以健康地衰老和治疗各种疾病。

这项工作得到了韩国大学的资助，KU-KIST融合科学与技术研究生院，韩国国家研究基金会和技术创新计划，美国化学学会石油研究基金和国家科学基金会的支持。

研究团队包括康重云教授。高光进，博士研究生；金正基，研究生；钟珍m，研究生；元裴汉，研究教授；杨承敏，博士研究生；金东辉，教授；KU-KIST融合科学与技术研究生院的黄素元教授和姜重云教授；韩德德（Soo Deok Han），剑桥大学研究助理；宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学专业的研究生朱佳。