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一种轻量级、零功耗的智能口罩，可以实时无线监测咳嗽，识别新冠疫情期间公共场所佩戴的正确口罩。智能面罩依赖紧凑型和无电池射频(RF)谐波转发器连接到面罩内层，以检测其与面部的分离。

这种无线智能口罩可以同时提供咳嗽和口罩佩戴监测，通过跟踪潜在的感染者和识别口罩来减少病毒传播。此外，无线评估咳嗽频率的能力可以提高各种疾病的诊断准确性，如慢性阻塞性肺病。

在过去的两年里，由于新冠疫情，人们越来越关注口罩，这引发了一系列的研究，不仅涉及如何使这些口罩对佩戴者更有效、更舒适，还涉及如何提供它们的附加功能。

例如，今年早些时候，研究人员报告了一种报告智能面罩，当面罩内CO当2超过限值时，它会发出移动警报。

除了抗击新冠疫情的意义外，智能口罩和可穿戴设备的发展趋势越来越大，因为它们在健康监测和预防、个性化行为建模和医疗物联网方面的潜力越来越大，然而，现有的研究在很大程度上忽略了佩戴舒适性和透气性，这对用户体验和佩戴口罩的合规性至关重要。

针对这一问题，目前研究小组开发了一种多功能无线智能口罩，可以识别和监测口罩的频率和模式。新型智能口罩可以远程监控咳嗽、口罩佩戴和免电池。最重要的是它提供了出色的穿着舒适性和透气性。

面膜织物嵌入柔软无电池的射频(RF)谐波转发器可连续佩戴咳嗽和面罩，实时无线监测。

目前，大多数智能面罩使用刚性材料或印刷电路板(PCB)连接到无孔聚二甲基硅氧烷(PDMS)，这通常是巨大的、笨重的和不透气的。相比之下，柔性、可拉伸和柔性射频转发器的天线和电路是基于银纳米线的喷涂(AgNWs)/PEDOT:PSS由多尺度多孔基板制成，具有超柔软、柔软、拉伸等特点，最重要的是，被动冷却透气，提供长期穿着舒适。

这种零功耗轻的智能口罩不仅可以提醒用户戴口罩时，还可以监测用户的咳嗽频率和模式，分析呼吸道症状。

射频转发器采用谐波传感技术，减少杂波、自干扰等不必要的电磁干扰，即使在嘈杂的室内和丰富的散射环境中，也能实时监测咳嗽，适当使用口罩。

该概念依赖于发射无线电信号并接收谐波标签产生的谐波(科学报告，“零功率谐波转发器传感器用于无处不在的无线微升液体积监测”)，在这项工作中是一个紧凑的软谐波转发器。频率正交性能有效抑制系统中的电磁干扰（EMI）。

此外，与目前的咳嗽监测方法（如声学和光学传感器）不同，射频方法不会造成任何隐私问题，并提供可比性或更高的准确性和可靠性。

为了提高新口罩的舒适性，多尺度多孔SEBS基材具有被动冷却能力，能有效降低口罩内部温度——这是湿热气候下的一个重要考虑因素。此外，多孔传感器标签重量轻，超级柔软，灵活，可和透气。SEBS基板上的压差等于商用面罩，表明基于商用面罩SEBS转发器标签不会造成任何呼吸负担。

然而，尽管使用谐波转发器AgNW它具有优异的导电性和生物相容性，但由于氧化和硫化，它们在空气中缺乏稳定性。此外，据报道，吸入AgNWs潜在风险表明吸入有潜在风险AgNWs可能导致肺部炎症。

为了解决这些问题，研究人员选择了生物相容性高的导电材料PEDOT:PSS作为钝化层，隔离AgNW并防止泄漏。“我们的实验结果表明，PEDOT:PSS钝化层可以提高AgNWs高湿度和高温条件下的电气稳定性可以避免纳米材料中潜在的呼吸风险，使谐波转发器更适合面罩。耐用、安全、”严指出。

他还指出，除了监测咳嗽和识别口罩外，软谐波转发器还可能在智能可穿戴设备、人机界面和物联网上使用(IoT)在设备中发现了许多应用程序。

例如，谐波转发器可以作为纹身、可穿戴运动或手势传感器来检测膝盖、肘部、手指等运动，因为任何改变软天线谐振频率的运动或弯曲都可能导致谐波接收信号强度指示器的调制（RSSI）。因此，提出的无线智能面罩也可用于临床实践和远程医疗。

Chen他的团队正在利用他们的纳米材料平台开发各种无电池、无线和可穿戴传感器。目前，伊利诺伊大学芝加哥分校和密苏里大学科学家的联合团队正在开发一种零功耗、透气、舒适的智能绷带，可以监测当地的温度和湿度，pH值和尿酸。伤口周围的水平。该智能绷带可与药物输送系统集成，监测和促进伤口愈合过程。