隨著科技的飛速發(fā)展，穿戴式健康監(jiān)測(cè)設(shè)備正逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?。傳統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)設(shè)備往往笨重且不便，而近年來(lái)新興的“仿生皮膚”汗液傳感器則帶來(lái)了更為輕便高效的解決方案。但當(dāng)前市面上的大多數(shù)仿生皮膚技術(shù)面臨多種挑戰(zhàn)，例如復(fù)雜且昂貴的制造過(guò)程、低穿戴舒適性，以及實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)的難題。這些問(wèn)題阻礙了仿生皮膚在多種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的普及和實(shí)際應(yīng)用。

香港城市大學(xué)胡金蓮課題組提出了一種創(chuàng)新的仿生皮膚汗液傳感器，通過(guò)引入全新的熱轉(zhuǎn)印制造方法，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的多項(xiàng)缺陷。該方法成本低廉且易于操作，特別適合小規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。而其獨(dú)創(chuàng)的雙層單向?qū)窦{米膜則提供了卓越的可延展性與透氣性，能夠高效吸收汗液，實(shí)現(xiàn)面向佩戴者的舒適實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)。

圖1 熱轉(zhuǎn)印電子皮膚制造過(guò)程以及雙層納米膜功能

值得一提的是，這款傳感器內(nèi)置了先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)汗液中的多種生物標(biāo)志物，包括葡萄糖、乳酸、尿酸、pH值、溫度及皮膚阻抗。搭配全新開(kāi)發(fā)的CARE(Continuous Analyte Monitoring with Real-time Engagement)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與處理，為既可靠又舒適的健康監(jiān)測(cè)提供了完整的解決方案。

可穿戴性和舒適性測(cè)試結(jié)果表明，仿生皮膚的靈活性、透氣性和濕度透過(guò)率等均達(dá)到了優(yōu)秀水平。這使得該設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間佩戴，而不會(huì)造成使用者的不適。生物相容性實(shí)驗(yàn)則證明了該裝置的安全性，不會(huì)引起皮膚刺激或過(guò)敏反應(yīng)。

仿生皮膚汗液傳感器的開(kāi)發(fā)標(biāo)志著穿戴式健康監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域的一個(gè)重要進(jìn)步，為醫(yī)學(xué)、體育科學(xué)和個(gè)人健康管理帶來(lái)了更多可能性。

圖2 雙層納米膜的功能表征

圖3 汗液傳感器的傳感性能表征

圖4 電子皮膚汗液傳感器的其他性能表征及其生物相容性測(cè)試和延展性測(cè)試

圖5 生物皮膚傳感器在人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的持續(xù)性健康監(jiān)測(cè)

來(lái)源：高分子科學(xué)前沿