人體在運動過程中會產(chǎn)生大量的汗液，其中含有各種各樣的分泌物，包括激素、代謝物、氨基酸和電解質(zhì)（如Na+、K+、H+）等，這些物質(zhì)可在一定程度上指示人體健康狀況，為醫(yī)學診斷(如囊性纖維化、皮膚病、糖尿病)提供有價值的參考。此外，相對于血液等其他生物流體，汗液可以使用非侵入性技術(shù)收集。傳統(tǒng)汗液傳感器通常采用剛性襯底，由于設(shè)備與皮膚表面的適配性較低，長時間佩戴會產(chǎn)生不適(如壓迫感)。柔軟可穿戴技術(shù)的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)剛性傳感器發(fā)生了革命性變化，貼片式柔性傳感器使汗液生化標志物的監(jiān)測更加方便舒適。
近日北京航空航天大學常凌乾教授課題組在《Nano Energy》（IF: 17.88）上發(fā)表了題為“Human Joint Enabled Flexible Self-Sustainable Sweat Sensors” 的研究文章。該工作利用壓電效應(yīng)將人體運動過程中關(guān)節(jié)的機械能轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動柔性電路及汗液傳感器貼片，無需外界電池供電，即可對汗液中的Na+、K+及pH進行監(jiān)測，同時實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸及處理。提供機械能的人體關(guān)節(jié)可以為手指、胳膊肘以及膝關(guān)節(jié)。
圖1. 人體關(guān)節(jié)驅(qū)動的柔性自維持汗液傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理圖
該研究工作通訊作者是北京航空航天大學常凌乾教授。第一作者是香港城市大學博士后李虎，北航博士生常天睿，北京納米能源所博士生蓋延松以及京東方工程師梁魁。香港城市大學于欣格教授，北京納米能源所李舟研究員，京東方工程師黃東升為共同通訊作者。文章第一單位為北京市生物醫(yī)學工程高精尖創(chuàng)新中心和北航生物與醫(yī)學工程學院。
文章信息：Hu Li, Tianrui Chang, Yansong Gai, Kui Liang, Yanli Jiao, Dengfeng Li, Xinran Jiang, Yang Wang, Xingcan Huang, Han Wu, Yiming Liu, Jian Li, Yiming Bai, Kai Geng, Nianrong Zhang, Hua Meng, Dongsheng Huang, Zhou Li, Xinge Yu, and Lingqian Chang. Human Joint Enabled Flexible Self-Sustainable Sweat Sensors. Nano Energy, 2021, in press.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285521010351
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