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Waterproof electronics-enabled epidermal microfluidic devices for sweat collection biomarker analysis and thermography in aquatic settings

机译：防水具有电子功能的表皮微流控设备可用于水生环境中的汗液收集生物标志物分析和热成像

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摘要

Noninvasive, in situ biochemical monitoring of physiological status, via the use of sweat, could enable new forms of health care diagnostics and personalized hydration strategies. Recent advances in sweat collection and sensing technologies offer powerful capabilities, but they are not effective for use in extreme situations such as aquatic or arid environments, because of unique challenges in eliminating interference/contamination from surrounding water, maintaining robust adhesion in the presence of viscous drag forces and/or vigorous motion, and preventing evaporation of collected sweat. This paper introduces materials and designs for waterproof, epidermal, microfluidic and electronic systems that adhere to the skin to enable capture, storage, and analysis of sweat, even while fully underwater. Field trials demonstrate the ability of these devices to collect quantitative in situ measurements of local sweat chloride concentration, local sweat loss (and sweat rate), and skin temperature during vigorous physical activity in controlled, indoor conditions and in open-ocean swimming.
机译：通过使用汗液对生理状态进行非侵入性的原位生化监测，可以实现新形式的卫生保健诊断和个性化的补水策略。汗水收集和传感技术的最新进展提供了强大的功能，但由于在消除粘性水的干扰/污染，保持粘性的情况下保持牢固的附着力方面存在独特的挑战，因此无法有效地用于极端条件下（例如水生或干旱环境）阻力和/或剧烈运动，并防止收集的汗液蒸发。本文介绍了防水，表皮，微流控和电子系统的材料和设计，这些材料和设计附着在皮肤上，即使在水下也能捕获，存储和分析汗液。现场试验表明，在受控的室内条件下和在远洋游泳中进行剧烈体育锻炼期间，这些设备能够收集定量的局部汗液氯化物浓度，局部汗液流失（和汗水率）和皮肤温度的定量测量值。

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