家人們，口罩現(xiàn)在被“玩”出新高度了。

同濟(jì)大學(xué)最新的一項(xiàng)發(fā)明，直接把口罩升級成了一種“探測儀”：

研制出一種生物電子口罩，可以檢測周圍是否有病毒！

更具體點(diǎn)來說，這種口罩可以在10分鐘內(nèi)檢測出多種常見的呼吸道病毒，包括流感、冠狀病毒等（例如新冠病毒、H5N1、H1N1）。

若是病毒被檢測出來了，口罩就會通過手機(jī)這樣的移動設(shè)備向你發(fā)出預(yù)警。

這項(xiàng)研究已于近日發(fā)表在Matter雜志，并且根據(jù)研究人員的說法：

這種電子生物口罩可以作為預(yù)警診斷工具，預(yù)防呼吸道傳染病的爆發(fā)。

口罩如何預(yù)警病毒？

我們知道，人們咳嗽一下或打一次噴嚏，甚至只是交談幾分鐘，都會產(chǎn)生數(shù)千個含有傳染性病毒的飛沫。

這些飛沫還會長期懸浮在空氣中，把空氣當(dāng)做傳播的一種媒介。

基于此，研究人員提出一種觀點(diǎn)：

直接檢測空氣中的病毒，可能是早期診斷重大傳染病最佳方法。

但過去的方法往往都會涉及樣本預(yù)處理、需要專業(yè)人員等一系列問題。

所以要實(shí)現(xiàn)這種方法，實(shí)時、快速和便捷，就成了老大難的問題。

于是乎，同濟(jì)大學(xué)的研究人員便想到把現(xiàn)在流行的可穿戴電子設(shè)備和口罩做一個結(jié)合——

打造了一款可穿戴無線生物電子口罩系統(tǒng)。

當(dāng)人們佩戴這樣的口罩時，安裝在口罩外邊的生物電子裝置就可以直接分析空氣中具備傳染性的病毒。

與此同時，像手機(jī)這樣的移動設(shè)備還可以實(shí)時獲取無線數(shù)據(jù)的反饋。

這個口罩包含一個IGT（獨(dú)立氣體傳送）裝置，通道材料材料采用的是“聚(2,3-二氫噻吩-1,4-二惡英)-聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)”。

除此之外還包括一個呼吸閥和一個PCB（印刷電路板）。

研究人員為了讓這個裝置能夠和柔軟彎曲的口罩更加貼合，打造它所采用的材料是又薄又靈活的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。

而在檢測病毒方面，這款口罩還需做到“夠精準(zhǔn)”。

為此，研究人員采用了雙溶劑系統(tǒng)來提高親脂性離子液體和親水性PVA的兼容性，形成了均勻的離子凝膠網(wǎng)絡(luò)。

如此一來，便可以獲得長期穩(wěn)定性、高電容（16.5μF cm-2）和強(qiáng)離子導(dǎo)電性（25°C時為5.95 × 10-3 S/cm）。

由于離子凝膠電介質(zhì)層的強(qiáng)載流子誘導(dǎo)和顯著的門控效應(yīng)，IGT裝置表現(xiàn)出了較好的場放大性能。

即便像COVID-19、H1N1和H5N1這種呼吸道傳染病的病毒蛋白濃度低到0.1-10 fg/ml，也可以進(jìn)行精準(zhǔn)檢測。

研究人員還表示，這款設(shè)備可以對低至0.3μL的痕量級液體樣品敏感，這比咳嗽、說話產(chǎn)生的含病毒飛沫的體積小得多。

最后，團(tuán)隊(duì)還做了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成工作，生物電子面罩就可以隨時隨地在移動設(shè)備上進(jìn)行操作和監(jiān)測。

研究人員還表示：

我們的口罩在通風(fēng)不良的空間，檢測效果非常明顯，比如電梯或封閉的房間，這些地方感染風(fēng)險很高。

如果未來出現(xiàn)了一種新的呼吸道病毒，可以很容易地更新傳感器設(shè)計(jì)。

研究團(tuán)隊(duì)

本文的通訊作者是同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的方寅教授。

目前主要研究方向包括：生物醫(yī)用微納器件與納米材料;可植入及可穿戴微納設(shè)備;新型腦機(jī)接口技術(shù)；納米醫(yī)學(xué)在神經(jīng)系統(tǒng)、心臟疾病及癌癥中的診斷與治療應(yīng)用。

參考鏈接：

[1]https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00477-5?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2590238522004775%3Fshowall%3Dtrue[2]https://med.#edu.cn/info/1401/7236.htm