By LONG Yun & BI Weizi
当Sze Shin Low开始研究柔性生物电子传感器时，她的初衷非常纯粹：改善患者的生活质量。如今，作为宁波诺丁汉大学（UNNC）的副教授并入选全球前2%顶尖科学家榜单，她研发出了一款基于石墨烯的可穿戴贴片，能够在院外环境中连续捕捉机械脉搏波形。
▲ Sze Shin Low 博士。（供图）
她近期发表在《Chemical Engineering Journal》上的论文不仅因其“梯度密度架构”备受瞩目，更因其坦率探讨了实验室原型与实际医疗设备之间的差距而引发关注。
在采访中，Low博士分享了为何单纯的心率不足以反映心脏健康、日常对话如何启发传感器设计，以及如何将实验室技术推向真正造福患者的临床应用。
超越心率：探寻脉搏波形的奥秘
“心率只告诉我们节奏的快慢，而脉搏波形才包含了旋律、节奏和变化。”Low博士指出。
两人的心率可能同为每分钟70次，但其脉搏信号的时机、强度和形状却可能截然不同。波形能揭示心跳间隔、节律规律性以及心血管系统对运动、压力、温度和恢复的反应。“仅知道节奏，无法判断音乐是流畅、不规则还是突变。”
她强调，该传感器测量的是皮肤表面的机械脉搏，并非旨在替代心电图（ECG）等专业临床工具。其核心价值在于院外长期监测，通过追踪数据变化，帮助判断何时需要进一步的专业评估。
这种让医疗更舒适、便捷的理念，正是她投身可穿戴生物电子领域的原因。柔性传感器轻巧且贴合，能让患者在无需住院或卧床的情况下实现连续监测。
灵感跨界：从扬声器到梯度密度设计
该传感器最显著的特征——中心密度最高、向外逐渐变疏松的三个区域，其灵感源自Low博士与丈夫的一次日常对话。当时她丈夫正解释扬声器驱动单元如何通过分工处理不同频段，因为没有单一驱动单元能完美覆盖全频谱。
这启发Low博士为压力传感器设计类似的“分工”机制，让不同区域专门处理不同的压力水平。在查阅文献并确认概念可行性后，团队经过模拟与实验，最终通过多轮优化确立了该结构。
“研究灵感无处不在，”她反思道，“但将一个有趣的想法转化为经过科学验证的创新，需要严谨的文献回顾、批判性思维和扎实的实验。”
此外，团队还找到了解决石墨烯温度敏感性的方法。他们引入了独立的蛇形温度传感器来独立测量温度，从而补偿热漂移。这体现了她的研究哲学：遇到问题时，思考能否利用它解决更大的问题。她鼓励学生面对意外结果时保持好奇心，因为最有趣的发现往往始于不按预期运行的事物。
立足转化：从实验室到真实世界的可靠性
尽管成果喜人，该设备目前仍处于概念验证阶段。Low博士指出，最大的鸿沟在于非实验室环境下的可靠性。实验室设备只需在特定条件下运行，而可用的产品必须在无法完全控制的条件下，长期适用于不同人群。
团队在静息、冷应激和高强度跑步后对该设备进行了测试，并完成了1万次加载循环以检验机械稳定性。但这些只是必要步骤，而非终点。
Low博士设想，该技术初期将服务于术后居家康复患者、有心血管风险的老年人，以及受压力、疲劳或高强度体力活动影响的人群。
“当前对成果转化的重视，使讨论的核心从传感器能否简单产生信号，转向其是否解决了真实的临床需求、能否稳定量产并在现实场景中可靠运行。”她说。
自2018年作为博士后来到中国以来，她见证了国内对科研成果转化日益增长的支持。“中国在可穿戴生物电子领域构建了良好的生态系统，极大地促进了材料科学家、工程师、临床医生和产业伙伴之间的跨学科合作。”
“如果我们的工作能让医疗更普及、更舒适、更主动，同时改善患者的生活质量，”她总结道，“那么我们就实现了科学创新的真正目的。”
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Editor | SONG Ziyan
Supervisor| FANG Linlin