随着科技的飞速发展，穿戴式健康监测设备正逐渐成为我们日常生活中的一部分。传统的健康监测设备往往笨重且不便，而近年来新兴的“仿生皮肤”汗液传感器则带来了更为轻便高效的解决方案。
近年来，汗液传感器技术因其无创、实时的监测特点而备受关注。当前市面上的大多数仿生皮肤技术面临多种挑战，例如复杂且昂贵的制造过程、低穿戴舒适性，以及实时健康监测的难题。这些问题阻碍了仿生皮肤在多种应用领域内的普及和实际应用。香港城市大学胡金莲教授课题组提出了一种创新的仿生皮肤汗液传感器，通过引入全新的热转印制造方法，有效解决了现有技术中的多项缺陷。该方法成本低廉且易于操作，特别适合小规模商业化生产。而其独创的双层单向导湿纳米膜则提供了卓越的可延展性与透气性，能够高效吸收汗液，实现面向佩戴者的舒适实时健康监测。值得一提的是，这款传感器内置了先进的传感器系统，可以监测汗液中的多种生物标志物，包括葡萄糖、乳酸、尿酸、pH值、温度及皮肤阻抗。搭配全新开发的CARE(Continuous Analyte Monitoring with Real-time Engagement)系统，实现了数据的实时传输与处理，为既可靠又舒适的健康监测提供了完整的解决方案。这篇文章详细介绍了一款特制的仿生皮肤汗液传感器。这种创新设备集成了多种电极，以进行全面分析，包括葡萄糖、乳酸、尿酸、pH值以及皮肤阻抗和温度。每个电极对于提供实时、精准的数据至关重要。文章中的实验数据展示了该传感器在检测汗液参数上的高灵敏度与高准确性。这款仿生皮肤的制作方法采用了热转印打印工艺。此方法确保制造过程简便且成本效益高，十分适合于小批量传感器生产。与传统方法相比，这种热转移技术能够使传感器组件的精确布局变得更加高效可靠。此外，该传感器拥有的电纺纳米膜层具有单向导湿和优良透气性的特性，确保佩戴的舒适性。在可穿戴性和舒适性测试中，实验结果表明，仿生皮肤的灵活性、透气性和湿度透过率等均达到了优秀水平。这使得该设备能够长时间佩戴，而不会造成使用者的不适。生物相容性实验则证明了该装置的安全性，不会引起皮肤刺激或过敏反应。总之，仿生皮肤汗液传感器的开发标志着穿戴式健康监测设备领域的一个重要进步，为医学、体育科学和个人健康管理带来了更多可能性。
图1：热转印电子皮肤制造过程以及双层纳米膜功能
图2：双层纳米膜的功能表征
图3：汗液传感器的传感性能表征
图4：电子皮肤汗液传感器的其他性能表征及其生物相容性测试和延展性测试
图5：生物皮肤传感器在人体运动过程中的持续性健康监测
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202403780
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