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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钪械囊徊糠帧鹘y(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。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)雜且昂貴的制造過程、低穿戴舒適性，以及實時健康監(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，實現(xiàn)面向佩戴者的舒適實時健康監(jiān)測。

圖1 熱轉(zhuǎn)印電子皮膚制造過程以及雙層納米膜功能

值得一提的是，這款傳感器內(nèi)置了先進的傳感器系統(tǒng)，可以監(jiān)測汗液中的多種生物標志物，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)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時傳輸與處理，為既可靠又舒適的健康監(jiān)測提供了完整的解決方案。

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

仿生皮膚汗液傳感器的開發(fā)標志著穿戴式健康監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域的一個重要進步，為醫(yī)學(xué)、體育科學(xué)和個人健康管理帶來了更多可能性。

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試和延展性測試

圖5 生物皮膚傳感器在人體運動過程中的持續(xù)性健康監(jiān)測

來源：高分子科學(xué)前沿