基于芯鞘傳感紗線制備織物電化學汗液傳感器

據悉，南京大學張曄課題組將多股親水棉纖維和基于碳納米管的傳感纖維加捻制備得到芯鞘傳感紗線，并將之刺繡到超疏水織物基底上，開發了一種新型織物電化學汗液傳感器。由于芯鞘傳感紗線與超疏水織物基底之間存在較大的親疏水差異，汗液只能被芯鞘傳感紗線捕獲，并傳輸至傳感區域，因此展現出較高的汗液捕獲效率。

研究人員表示，芯鞘傳感紗線由多股親水棉纖維和基于碳納米管的傳感纖維組成。選用吸汗率高的多層親水棉纖維，有利于捕獲和收集皮膚上的汗水。與碳納米管傳感纖維刺繡親水織物基底所構成的織物電化學汗液傳感器相比，基于芯鞘傳感紗線的織物電化學汗液傳感器使紗線附近的汗液富集，減少織物基底汗液的無效擴散，顯著提高汗液捕獲效率。同時，富集的汗液穩定了傳感纖維與汗液接觸界面，有利于獲得更加穩定和準確的傳感信號。

得益于此設計，其僅需0.5μL 的汗液即可實現穩定的電路連接，是迄今為止報道的織物電化學傳感器最低汗液檢測量的1/20。同時，芯鞘傳感紗線在彎曲、扭轉和抖動等動態變形過程中也保持了穩定的性能。阻抗測試表明，即使在彎曲5000 次后，基于芯鞘傳感紗線的織物電化學汗液傳感器的電阻仍然沒有明顯變化。電化學性能方面，其對葡萄糖、Na+、K+和pH 均表現出良好的選擇性。

此外，研究人員將其與外置芯片等集成制作成智能運動襯衫，用于實時監測用戶在劇烈運動狀態（如打羽毛球）和溫和出汗狀態（如走路、吃飯）下汗液的多種化學信息（如葡萄糖、Na+、K+、pH 值）。外置芯片實時處理芯鞘傳感紗線采集到的汗液數據，由藍牙傳輸至用戶APP，分析用戶汗液的生化指標，從而實現集成應用。

（摘編自高分子科技）