密苏里大学工程学院的工程师开发了一种智能口罩，能够通过分析咳嗽来监测疾病。

大流行的爆发将口罩带到了与 COVID-19 及其传播斗争的最前沿。尽管人们认为戴口罩有助于遏制病毒的传播，但要识别出携带病毒的人和可能易感的人仍然具有挑战性。为此，工程师们转向开发可以根据人的咳嗽监测佩戴者生理状态的软生物电子学。

“智能面罩集成了精心设计、透气和可拉伸的天线，可以检测咳嗽和面罩佩戴情况，”该州首席工程师表示。“尤其是咳嗽、不戴口罩或戴口罩不当，会改变智能口罩与人脸的距离，进而影响口罩一体天线对应的共振回波信号。当面罩集成天线与人脸的距离发生变化时，记录的信号也会随之变化。因此，我们可以使用智能口罩来监控口罩的佩戴情况。”

检测的秘诀在于集成到面罩中的柔软、灵活的生物电子学，该技术是使用激光辅助制造 (LSM) 开发的，这种方法在过去十年中被广泛使用。在这种情况下，工程师在环境条件下将金属导电、光敏过渡金属氧化物（二氧化钼）激光刻划到涂有氯化钼前体的软弹性体上。该材料具有高导电性、化学稳定性和生物相容性，即使在磁共振成像中也是如此。此外，LSM 可以在各种基材上制成，包括聚合物、玻璃和头发。

当结合到面罩中时，生物电子学通过检测集成天线与佩戴者面部之间的距离来发挥作用，从而根据咳嗽强度和频率改变信号。这也可用于确定面罩是否正确佩戴以保持其有效性。“由于面罩与人脸之间的变化，面罩集成天线的共振回波信号在咳嗽时会受到影响，”工程师说。该口罩与智能手机配合使用，智能手机收集相关数据并将信息发送给可以监控病毒潜在传播的医疗专业人员。

关于传感器和基板材料随时间的退化，工程师表示，虽然传感器可以重复使用，但目前的测试表明它们只能持续大约一天。

尽管如此，仍将进行更多测试以完善设计。除了智能口罩，工程师们表示，他们基于 LSM 的生物电子学可以集成到软执行器中，以构建光驱动的可重构 3D 架构、可重塑的气流传感器和带有生物电子传感器的机器人蠕虫。

它们还可用于监测用户的呼吸模式以诊断其他疾病，包括睡眠呼吸暂停，并监测其他生物特征，包括实时生命体征等。