据联合国统计,到本世纪中期,中国将有近5亿人口超过60岁,而这个数字将超过美国人口总数。对于人体健康的关切成为未来社会需求的重要方向。世界卫生组织在《21世纪的挑战》报告中强调:“21世纪的医学,不应该继续以疾病为主要领域,应当以人的健康作为医学的主要发展方向。”医疗模式逐渐从以诊断为主转变为以预防为主,从疾病的治疗和管理转变为疾病的预防和健康管理,从住院方式治疗疾病转变为日常保健预防疾病。健康医疗模式的转变要求可与人体及其组织集成的器件,实现对生理信息动态的实时监测,并通过数据的无线网络实现远程医疗。
特别是针对老年人慢性疾病和婴幼儿体征的实时监测,成为这种新型医疗器件的重要应用,让更多的人可以通过远程医疗的方式实现身体健康监测,降低医疗成本,更加惠及大众。
近期,清华大学柔性电子技术团队针对人体血氧、血糖含量研制了基于皮肤贴附的柔性电子器件,主要针对糖尿病、血氧不足等疾病进行实时监测,这些成果分别发表在国际权威期刊《科学进步》和《先进的医疗保健材料》(封面文章)上。同时也针对人体呼吸、睡眠、脉搏等生理监测制备了一系列新型柔性电子器件。
除了上述理论研究工作上提出的新型器件,清华大学柔性电子技术团队也在不断努力实现产学研结合,将已制备的电子器件不断商用化,设计和大规模制备价格低廉且能够监测人体体温和心电信息的柔性电子器件。目前这两款产品能够简单地贴附在人体皮肤表面,可反复使用,其中的心电贴在国际消费类电子产品展览会上被展览会官方评审团队评选为2018年CES创新奖,即年度杰出设计和工程的消费电子科技产品。该奖项在业界具有极高的声誉,是高新技术风向标。
除了在医疗领域外,该团队将柔性电子技术融入重大装备方面,并实现了突破性应用。高铁和飞机是国家制造业发展的重要领域。随着运行速度越来越快,面对的环境更加复杂,安全性成为突出问题,该团队成功地将柔性电子技术应用于高铁、飞行系统中,实现了同步监测,通过地面控制台同步实时持续稳定地获取运输、飞行状态,保障高铁和飞机的安全。