导读
为了帮助人们监测盐的摄入量，近日美国佐治亚理工学院、弗吉尼亚联邦大学、匹兹堡大学以及韩国全南大学的科研人员们开发出一种柔韧且可拉伸的无线感知系统，它能舒适地佩戴于口腔中，测量个人食用钠的量。
背景
你知道你每天吃了多少盐吗？或许，很多人都不太清楚。但是科学研究表明，盐吃得太多，不仅会升高血压，也会增加心脏并发症的可能性。因此，对于高血压以及某些其他疾病患者来说，控制盐的摄入量很有必要。
美国心脏协会（American Heart Association）的研究表明，美国人平均每天食用超过3400毫克的钠，远远高于协会所推荐的每天1500毫克的限度。协会调查了一千例成年人，发现“三分之一的人不知道他们吃了多少钠，而另外54%的人认为他们每天吃的钠少于2000毫克。”
创新
为了帮助人们监测盐的摄入量，美国佐治亚理工学院、弗吉尼亚联邦大学、匹兹堡大学以及韩国全南大学的科研人员们开发出一种柔韧且可拉伸的无线感知系统，它可以舒适地佩戴于口腔中，测量个人食用钠的量。
5月7日，该设备的相关细节发表于刚出版的《美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）》杂志。
（图片来源：Rob Felt，佐治亚理工学院）
技术
这种传感器基于超薄透气的弹性膜，结合了一个小型柔性电子系统，它采用蓝牙技术，通过无线通信方式将钠消耗量传送至智能手机或者平板电脑。目前这个系统有点像矫牙器，而研究人员正计划将该系统进一步缩小至牙齿的尺寸。
（图片来源：Rob Felt，佐治亚理工学院）
该设备已通过三个成年的研究参与者展开测试，他们佩戴传感器系统达一周，并食用固体和液体食物，例如蔬菜汁、鸡汤和炸土豆片。
这种口腔内的传感器开发的关键，就是将生物兼容的超薄元件通过网状电路相连，从而取代传统的塑料基和金属基的电子设备。目前钠传感器已经可以商用，但是美国佐治亚理工学院伍德拉夫机械工程学院助理教授 Woon-Hong Yeo 与他的合作伙伴开发出的这种柔性微薄膜版本，能与小型混合电路整合到一起。
Yeo 解释道：“整个感知和电子系统包装共形地集成到用户可接受的柔性材料上。这种传感器适合佩戴，它的数据可以传输至智能手机或者平板电脑。最终，信息可以发送给医生或其他医疗专家进行远程监测。”
柔性设计的开始，是通过计算机建模来优化设备的机械特性，使之可用于柔软的口腔曲面。研究人员采用该模型设计出真实的纳米薄膜电路并选择元器件。
该设备能实时检测钠摄入量并记录日常数据。通过智能手机或者平板电脑的应用程序，根据用户食用掉每日盐分配量的多少，系统会建议用户按计划进餐。
价值
Yeo 解释道：“随着时间的流逝，我们通过无线方式悄悄地测量人类摄入钠的量。有朝一日，通过实时监测钠，该设备将帮助到需要限制钠摄入量并学习改变饮食习惯和膳食的人们。”
Yeo 表示，钠感知系统将帮助用户更好地追踪摄入盐的量。他说：“我们的设备具有许多不同的目标应用，例如用于膳食管理或者疾病治疗时的饮食行为监测。”
未来
该项目的长期目标是制造人工味觉系统，感知甜度、苦度、pH值和盐度。
对于钠传感器来说，下一步工作将是进一步的小型化，并针对其他疾病例如高血压、肥胖或糖尿病的用户测试该传感器。
研究人员想要除去小型电池，因为它必须每天充电才能维持传感器正常工作。其中一个选项就是通过感应方式为设备供电，采用线圈获取口腔外部发射器的电力，取代电池和复杂的电路。
关键字
传感器、无线通信、盐、柔性电子
【1】http://www.news.gatech.edu/2018/05/07/flexible-wearable-oral-sodium-sensor-could-help-improve-hypertension-control
【2】Yongkuk Lee et al., “Wireless, Intraoral Hybrid Electronics for Real-Time Quantification of Sodium Intake Toward Hypertension Management,” (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018). http://www.pnas.org/content/early/2018/05/01/1719573115
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