श्वासप्रश्वास, मानव स्वास्थ्य अनुगमनको एक महत्त्वपूर्ण संकेतको रूपमा, व्यक्तिगत स्वास्थ्य र सम्भावित रोगहरूको बारेमा धेरै शारीरिक जानकारी समावेश गर्दछ। सास फेर्नको वास्तविक-समय निगरानीले सम्भावित रोग जोखिमहरू पत्ता लगाउन सक्छ र जीवन बचाउन पनि सक्छ। पोर्टेबल र वास्तविक-समय निगरानीको लागि उपयुक्त नहुने जटिल र भारी जस्ता अधिकांश श्वासप्रश्वास निगरानी उपकरणहरूको कमजोरीहरूलाई ध्यानमा राख्दै, आत्म-संचालित र पहिरन योग्य वास्तविक-समय श्वासप्रश्वास निगरानी प्रणालीको विकास गर्नु ठूलो महत्त्वको छ।

बेइजिङ इन्स्टिच्युट अफ नानोएनर्जी एण्ड सिस्टम्स, चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेसमा सेल्फ-संचालित स्पाइरल फाइबर स्ट्रेन सेन्सर (HFSS) मा आधारित सेल्फ-सञ्चालित स्मार्ट पहिरन योग्य वास्तविक समय श्वासप्रश्वास निगरानी प्रणाली विकसित गरिएको छ। प्रणालीले रोग रोकथाम र चिकित्सा निदानका लागि केही प्रमुख श्वासप्रश्वास मापदण्डहरू मापन गर्न सक्छ। स्मार्ट अलार्मले मानव श्वासप्रश्वासको व्यवहारमा भएको परिवर्तन अनुसार मद्दतको लागि प्रिसेट मोबाइल फोनलाई स्वचालित रूपमा कल गर्न सक्छ।

अन्वेषकहरूले इलेक्ट्रोडको रूपमा व्यावसायिक सिल्भर प्लेटेड पोलीयामाइड फाइबर, ट्राइबोइलेक्ट्रिक सामग्रीको रूपमा पोलिटेट्राफ्लोरोइथिलीन (PTFE) फाइबर र पोलिमाइड फाइबरको छनोट, फाइबर क्ल्याडिङ कोर-शेल विधि मार्फत सिल्भर प्लेटेड पोलीयामाइड फाइबर बुनेको PTFE फाइबर र पोलिमाइड फाइबर घुमाउरो सिल्भर प्लेटेड पोलिअमाइड फाइबर छनोट गर्छन्। फाइबर आधार सामग्रीमा वैकल्पिक रूपमा फाइबर घुमाउन सकिन्छ, PTFE फाइबर वा पोलिमाइड फाइबर खोलको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, सिल्भर प्लेटिङ फाइबर कोर तहको रूपमा। खोल फाइबर कोर फाइबर वरिपरि घाउ छ, र दुई आपसमा जोडिएको छ। दुई ट्राइबोइलेक्ट्रिक तहहरूको सम्पर्क विभाजन (PTFE र नायलन) सेन्सरको तनाव रिलीज गति द्वारा महसुस गर्न सकिन्छ। तन्य प्रक्रियाको क्रममा, हेलिक्स अनुदैर्ध्य दिशामा लम्बिन्छ, र छेउछाउको नायलॉन र PTFE अधिकतम तन्य तनावमा नपुगेसम्म अलग हुन्छ।

सेन्सरको कार्य सिद्धान्त युग्मन सम्पर्क विद्युतीकरण र दुई ट्राइबोइलेक्ट्रिक सामग्री (PTFE र नायलन) को इलेक्ट्रोस्टेटिक इन्डक्शनमा आधारित छ। PTFE र नायलनको विपरीत ट्राइबोइलेक्ट्रिक ध्रुवताका कारण, तिनीहरूको सतहहरूले बराबर सकारात्मक र नकारात्मक ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जहरू उत्पन्न गर्नेछ। एक पटक सेन्सर बाह्य बल द्वारा फैलिएपछि, सम्पर्क सतहहरू अलग हुन थाल्छ, दुई सतहहरू बीच सम्भावित भिन्नता सिर्जना गर्दछ जसले मुक्त इलेक्ट्रोनहरू चलाउँछ। सेन्सरको विद्युतीय आउटपुटमा टेन्साइल स्ट्रेनको प्रभावको अध्ययन गरेर, यो पत्ता लागेको छ कि ओपन सर्किट भोल्टेज, सर्ट-सर्किट वर्तमान र सर्ट-सर्किट चार्ज ट्रान्सफर सबै तन्य तनावको वृद्धिसँगै बढ्छ। जब तन्य तनाव 1% हुन्छ, सेन्सरसँग अझै पनि 0.5V को स्थिर भोल्टेज आउटपुट हुन्छ, जुन तनावको लागि धेरै संवेदनशील हुन्छ।

अन्वेषकहरूले छातीको ब्यान्डमा स्व-संचालित स्ट्रेन सेन्सर एकीकृत गरे र सास फेर्न निगरानी गर्न छातीको तल जोडे। जब छाती विस्तार हुन्छ वा संकुचित हुन्छ, सेन्सरहरू नियमित रूपमा विस्तार र संकुचित हुन्छन्। यी विद्युतीय संकेतहरूको गणना र प्रशोधन मार्फत, मानव श्वासप्रश्वास दर, जबरजस्ती महत्त्वपूर्ण क्षमता, शिखर एक्सपायरी प्रवाह र अन्य सूचकहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, अन्वेषकहरूले स्मार्ट पहिरन योग्य वास्तविक-समय श्वासप्रश्वास निगरानी प्रणाली विकास गरेका छन् जसमा एक स्मार्ट स्पाइरोमिटर र एक स्व-संचालित स्मार्ट अलार्म समावेश छ। स्मार्ट स्पाइरोमिटरले प्रति श्वास प्रश्वासको वायु प्रवाहको मात्रा निर्धारण गर्न सक्छ र सुरुमा श्वासप्रश्वाससम्बन्धी रोगहरूको निदान गर्न सक्छ। जब व्यक्तिले 6 सेकेन्ड भन्दा बढीको लागि सास फेर्न रोक्छ भने स्मार्ट अलार्मले मद्दतको लागि प्रिसेट फोनलाई स्वचालित रूपमा कल गर्नेछ।

अनुसन्धानले घर्षण न्यानोजेनरेटरहरूमा आधारित अत्यधिक संवेदनशील तनाव सेन्सरहरू निर्माण गर्न प्रभावकारी सर्पिल संरचना प्रदान गर्दछ र पहिरन योग्य स्व-संचालित वास्तविक-समय श्वसन निगरानी प्रणाली विकास गर्दछ, व्यक्तिगत श्वासप्रश्वास स्वास्थ्य निगरानी र स्मार्ट पहिरन योग्य मेडिकल इलेक्ट्रोनिक्समा ठूलो सम्भावना देखाउँदै। "हेलिकल फाइबर स्ट्रेन सेन्सरहरूमा आधारित ट्राइबोइलेक्ट्रिक नानोजेनेरेटरहरू आत्म-संचालित मानव श्वासप्रश्वास प्रणाली निगरानीको लागि ACS नानोमा प्रकाशित गरिएको थियो।