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  隨著科技的飛速發(fā)展，穿戴式健康監(jiān)測設(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)測設(shè)備往往笨重且不便，而近年來新興的“仿生皮膚”汗液傳感器則帶來了更為輕便高效的解決方案。

  近年來，汗液傳感器技術(shù)因其無創(chuàng)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測特點(diǎn)而備受關(guān)注。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)雜且昂貴的制造過程、低穿戴舒適性，以及實(shí)時(shí)健康監(jiān)測的難題。這些問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。

研究創(chuàng)新點(diǎn)：

  香港城市大學(xué)胡金蓮教授課題組提出了一種創(chuàng)新的仿生皮膚汗液傳感器，通過引入全新的熱轉(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。

  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)測提供了完整的解決方案。

  這篇文章詳細(xì)介紹了一款特制的仿生皮膚汗液傳感器。這種創(chuàng)新設(shè)備集成了多種電極，以進(jìn)行全面分析，包括葡萄糖、乳酸、尿酸、pH值以及皮膚阻抗和溫度。每個(gè)電極對于提供實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)至關(guān)重要。文章中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示了該傳感器在檢測汗液參數(shù)上的高靈敏度與高準(zhǔn)確性。

  這款仿生皮膚的制作方法采用了熱轉(zhuǎn)印打印工藝。此方法確保制造過程簡便且成本效益高，十分適合于小批量傳感器生產(chǎn)。與傳統(tǒng)方法相比，這種熱轉(zhuǎn)移技術(shù)能夠使傳感器組件的精確布局變得更加高效可靠。此外，該傳感器擁有的電紡納米膜層具有單向?qū)窈蛢?yōu)良透氣性的特性，確保佩戴的舒適性。

圖1：熱轉(zhuǎn)印電子皮膚制造過程以及雙層納米膜功能

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試和延展性測試

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

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202403780