近日，我院博士生黄巳洋在卜胜利教授的指导下，在光纤呼吸监测方向取得进展。研究团队基于表面等离子体共振原理，创新性地构建了一种多模-无芯光纤端面结构，并采用电荷层层自组装方法，将氧化石墨烯与磁性氧化石墨烯交替组装于光纤端面，形成多层功能膜。该结构结合了氧化石墨烯的高亲水性与快速水分子通道，实现了对湿度和呼吸变化的高灵敏、快速响应检测（图1）。相关工作以研究论文形式发表于传感器领域权威期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（影响因子7.7，中科院分区一区，Top期刊），黄巳洋博士生为论文第一作者，卜胜利教授为论文通讯作者。
图：（a）基于GO/MGO交替多层修饰光纤传感器结构示意图及传感器监测不同呼吸模式光谱图。（b）不同呼吸状态光谱图。（c）不同温度下呼吸监测。
研究表明，该传感器在85–95 %RH 范围内实现了高达2.633 nm/%RH 的灵敏度，响应/恢复时间分别仅为80 ms 与133 ms。同时，本实验结果表明，该传感器能够灵敏、稳定地识别多种呼吸模式，包括静息呼吸、深呼吸和急促喘气（图a）。同时，传感器成功实现了对鼻呼吸与口呼吸的区分，并能够准确监测饮水后呼吸变化（图b）。进一步的环境适应性测试显示，该传感器在不同环境温度条件下均能保持呼吸频率检测的稳定性，验证了其在复杂场景下的可靠性与应用潜力（图c）。该成果不仅为呼吸相关疾病（如慢阻肺、哮喘、睡眠呼吸暂停）的早期诊断提供了新型传感手段，也为构建新一代低成本、可穿戴的智能健康监测系统提供了重要支撑。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400525015357
