几千年来，纹身一直被用作艺术和时尚的表达方式，但随着科技的进步，纹身的用途也在进一步扩大，甚至变成一项功能性产品，如今的研究人员将各种有价值的材料代替墨水植入身体，实现美学和实用性的统一。这类纹身还被称为电子皮肤。

皮肤电子设备是一种新兴技术，在各个领域都具有广阔的应用前景。这些设备旨在无缝集成到皮肤表面，提供广泛的应用和优于传统硬件平台的优势。通过利用薄膜和其他先进材料的柔韧性和可拉伸性，皮肤上的电子设备可以实现舒适、无创且不显眼的监测以及与人体的互动。

石墨烯已经是这类电子皮肤的“老朋友”了，下面将介绍几种石墨烯电子纹身技术。

石墨烯手掌电子纹身可以告诉你什么时候压力很大

我们的手掌告诉我们很多关于我们的情绪状态，当人们兴奋或紧张时往往会变湿。这种反应用于测量情绪压力并帮助有心理健康问题的人，但现在这样做的设备体积庞大，不可靠，并且可以通过在身体的突出部位贴上非常明显的传感器的可穿戴体验感很不舒适。

德克萨斯大学奥斯汀分校和德克萨斯A&M大学的研究人员已将新兴的电子纹身（e-tattoo）技术应用于这种类型的监测，称为皮肤电活动或EDA传感。在最近发表在Nature Communications上的一篇新论文（“石墨烯电子纹身，用于通过异质蛇纹石丝带在手掌上进行无障碍的动态皮肤电活动感应”），研究人员创造了一种基于石墨烯的电子纹身，它附着在手掌上，几乎不可见并连接到智能手表。

几十年来，皮肤电活动（EDA），又名皮肤电反应（GSR），已被广泛用作通过非侵入性手段获得的精神压力的定量指标。它在各种神经人体工程学应用中越来越受欢迎，包括精神病学、神经病学、操作员和消费者评估，以及虚拟现实和游戏。多年来，卢和她的合作者一直在推进可穿戴电子纹身技术。石墨烯一直是最受欢迎的材料，因为它有多薄，而且它测量人体电势的能力如何，导致非常准确的读数。

石墨烯纳米纹身—，无需电池即可进行人体特征监测

皮肤电子设备的主要用途之一是医疗保健和医疗监测领域。这些设备可用于测量心率、体温、血压和氧气水平等生命体征，为医疗保健专业人员提供实时数据。除了医疗保健之外，这些设备在其他各个领域都有应用。它们可用于运动和健身，以跟踪运动、肌肉活动和水合水平等性能指标。此外，它们在增强现实和虚拟现实应用中具有潜在用途，可以通过将传感器和执行器直接整合到皮肤上来创建交互式体验。

由于 Yeditepe 大学和土耳其伊斯坦布尔技术大学的一对研究人员的工作，未来的可穿戴设备可能会更加紧凑和舒适。他们开发了一种他们称之为纳米纹身的东西，可以喷在身体的任何地方（或其他表面）。一旦到位，这种纳米纹身可以被动地将数据发送到外部设备，无需电线或板载电源。

纹身由两种不同的墨水叠加而成。一种由氧化锌制成，其中嵌入了纳米线。最重要的是石墨烯气凝胶导电油墨。通过在底层也包含少量气凝胶，这两种墨水能够牢固地相互粘附。这些墨水都是用针头涂在皮肤表面的。

纳米纹身的独特成分使其能够通过压电效应发电，因为纹身在佩戴者正常移动时会改变形状。然后利用反向散射通信原理，智能手机等外部设备可以在宽带调制解调器的帮助下从纹身反射信号以接收数据。

这些信号允许纹身和智能手机建立链接，之后手机可以持续监控纹身发出的射频信号。这些信号在人工智能算法的帮助下进行解释。

这项创新解决了长期存在于皮肤可穿戴设备中的一个问题——如何在真实世界条件下从设备无缝检索数据。该团队相信他们的设备将为可穿戴设备提供各种新的用例。他们目前正在研究基于他们技术的可穿戴脑电图，然而，运动发电的要求可能是此类应用的一个问题。不过不用担心——另一种技术正在开发中，可以使用汗液或唾液来完成这项工作。

石墨烯“电子纹身”可测量血压

对于大多数人来说，监测血压仍然意味着是在医疗机构或家里，手臂上缠上一个袖带，然后等待袖带膨胀和收缩，从而显示血压读数。即便如此，读数也只是一个时刻，而不是对血压的持续监测，血压在一天中通常会频繁变化。现在有一个关于连续监测血压的能力的好消息即将到来。德克萨斯大学奥斯汀分校和德克萨斯A&M大学的研究人员开发了一种非侵入性的解决方案，可以在家中以临时纹身的形式持续监测血压。

研究结果发表在2022年6月20日的《自然纳米技术》杂志上，由美国海军研究办公室、美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院资助。文章“通过石墨烯生物阻抗纹身连续无袖监测动脉血压”中概述了这一发现。

新设计的电子纹身是由石墨烯制成的，石墨烯被认为是世界上最坚固、最薄的材料之一。石墨烯的成分类似于铅笔中使用的石墨，但当石墨烯被用作临时纹身时，它提供了一种防水的方式来测量皮肤的电流和身体对血量变化的反应。这种电子纹身的原型可以佩戴长达一周，以提供持续的血压读数。

“有了这项新技术，我们将有机会了解我们的血压在白天是如何波动的。我们将能够量化压力是如何影响我们的，”德克萨斯a&m大学生物医学工程、电气工程和计算机科学教授、该研究的合著者Roozbeh Jafari博士说。

石墨烯的使用已被证明有助于临时纹身准确收集血压数据。例如，与现有的紫外线监测临时纹身不同，石墨烯非常薄，可以消除因运动引起的数据恶化，而较厚的纹身则不容易附着在皮肤上。新开发的血压纹身所捕获的原始数据仍然必须通过机器学习算法转换为毫米汞柱(mmHg)，这是了解血压的典型测量单位。数据还不能通过智能手机或智能手表上的应用程序传输和读取;佩戴血压纹身的参与者必须与转换数据的电路板保持连接。

文章来源： 码思科，柔智烩，石墨烯联盟