電子聽診器能夠對包含重要臨床信息的心音進行檢測，因此其成為了診斷多種心臟疾病的重要工具之一。然而，直線機電本構關系導致傳統的壓電傳感器難以在沒有復雜的濾波放大電路的輔助下對低強度、低頻的心音信號進行檢測。重慶大學郭恒宇教授、吳飛教授和中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士研究發現，摩擦電傳感器的快速飽和本構特性使其在微量傳感方面具有比壓電傳感器更為顯著的優勢。
本文要點：
（1）實驗結果表明，在相同的測試條件下，在50 ~ 80 dB的聲壓范圍內，摩擦電傳感器能夠表現出超高的靈敏度(1215 mV Pa?1)，高于壓電式傳感器(21 mV Pa?1)。隨后，研究者設計了一個具有冪函數截面的喇叭形聽診腔，以實現聲能會聚和阻抗匹配。研究發現，該摩擦電聽診器的人體測試信噪比為36 dB(壓電聽診器的2.3倍)。
（2）進一步與機器學習相結合后，該摩擦電聽診器能夠以97%的準確率診斷出五種心臟狀態。綜上所述，該研究構建的摩擦電傳感器能夠為微機械量傳感提供一種新的設計理念，其在心音傳感和疾病診斷等方面也具有重要的應用潛力。
Xindan Hui. et al. Acoustically Enhanced Triboelectric Stethoscope for Ultrasensitive Cardiac Sounds Sensing and Disease Diagnosis. Advanced Materials. 2024
DOI: 10.1002/adma.202401508
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401508
