电化学生物传感器已经成为经由过程非侵入性汗液阐发来跟踪人体心理动态的有出路的东西。然而，于柔性基底上以高度可控的方式集成多路传感器，实现持久靠得住的生物传感，仍旧是要害挑战。例如，电子织物依附其卓着的恬静性、透气性及矫捷性，于康健监测、运动追踪等范畴揭示出广漠的运用远景。然而，怎样实现高敏捷度且可反复利用的织物基生物传感器，仍旧面对诸多技能挑战。传统的可穿着生物传感器凡是依靠刚性质料或者采用封装方式来掩护传感器免受外界情况的影响，但这种要领往往致使透气性差、恬静度低、体积粗笨等问题。此外，这些传感器于洗涤历程中轻易呈现功效丧失，尤其是于需要持久佩带及频仍洗濯的环境下，其耐用性及不变性难以获得有用保障。

针对于电化学传感器的水洗不变性问题，林苑菁课题组与中国香港理工年夜学郑子剑传授课题组互助开发了耐水洗离子选择性传感器，立异性地将具有快离子传输特征的β-Bi₂O₃纳米片电化学沉积到离子选择层上，不仅显著晋升了传感器的离子传导效率，还有年夜幅加强了其对于机械扰动及洗涤的抗性（图1）。该β-Bi₂O₃纳米片的引入，使患上传感器于屡次洗涤后仍能连结高敏捷度及靠得住性，有用改善了以往技能于不变性方面的不足。所开发的多种耐水洗传感器（钠离子、钾离子、酸碱度）可以或许精准监测汗液中的低浓度标记物浓度。纵然于高达20次的洗涤后，其钠离子传感器的机能连结率仍旧跨越90%；传感用具备58.70 mV/dec的敏捷相应，于持续2.5小时的汗液监测历程中，旌旗灯号漂移节制于3.85 mV/h之内。结果为织物基可穿着装备的广泛运用斥地了新路径，也为挪动康健监测及长途医疗提供了越发靠得住且实用的解决方案。

图1. 基在β-Bi₂O₃纳米片润色的耐水洗离子选择性传感器。

结果以“Washable textile biosensors enabled by nanostructured oxides with fast ion diffusion”为题发表在《Device》。南科年夜-港理工结合造就博士生师宇晴为论文第一作者是，南边科技年夜学林苑菁助理传授及中国香港理工年夜学郑子剑传授为配合通信作者，南边科技年夜学为第一单元。研究事情获得国度天然科学基金、广东省、深圳市、中国香港RGC基金撑持。

此外，针对于多孔布局织物上难以实现高精度电极制备、高密度器件集成的挑战，互助团队联合聚合物辅助金属沉积、双面光刻等要领，实现了多孔织物上单片集成无线传感体系（图2）。该要领实现了100微米的织物电极制备精度，具有优秀导电性、机械不变性，并保留了织物的可洗性和透气透水性。使用该要领，可于织物上实现多层电子器件集成（如，双面温度传感器），以和可对于葡萄糖、乳酸、电解质离子举行及时无线监测的全织物集成汗液传感头带，验证了其于医疗监测、康健追踪以和个性化医疗装备等范畴的广泛运用潜力。以上研究结果为柔性集成体系的修筑提供了新思绪。

图2. 高精度织物内光刻要领实现高机能、多模态集成电子织物。

结果以“Well-defined in-textile photolithography towards permeable textile electronics”为题发表在《Nature Co妹妹unications》，入选亮点保举论文（Editors’ Highlights, Featured article）。南科年夜-港理工结合造就博士生马小浩为配合第一作者，中国香港理工年夜学郑子剑传授、南边科技年夜学林苑菁助理传授、中国香港理工年夜学黄琪瑶助理传授为配合通信作者。研究事情获得国度天然科学基金、广东省、深圳市、中国香港RGC基金撑持。

针对于薄膜基底的柔性传感器件与体系制备，课题组结合中国香港科技年夜学范智勇传授团队开发了一种基在彻底喷墨打印的可穿着柔性集成体系，实现超高敏捷和不变性的多模态生物传感阵列（图3）。经由过程对于可印刷油墨配方及制造工艺的体系研究，团队对于合成的微纳米质料复合墨水的举行了优化，包括Ag、Au、PB、PANI、Graphene、GOX、AOX、PVB、Nafion及UV epoxy油墨，以满意喷墨打印的外貌张力及粘度等方面的要求；喷墨打印历程中的液滴辅助工艺可以于层之间孕育发生无缝且匀称的渗入型界面，从而极年夜提高传感器功效质料层之间的机械不变性及电子传输。所制备的可打印葡萄糖及酒精传感器的敏捷度别离到达 313.28 µA mM-1cm-2及 0.87 µA mM-1cm-2，并可实现长达30小时的持续汗液监测，是今朝基在喷墨打印的酶基传感器最优的机能之一。此外，传感阵列中引入酸碱性（pH）与温度校准，提凹凸浓度心理指标身分阐发的正确性。这类可穿着集成生物传感体系的全印刷制造计谋为柔性多模态传感器的可节制备提供新思绪。

图3. 面向多模态皮上汗液阐发的高敏捷度、高不变性全打印生物传感阵列。

结果以 “Ultra-Sensitive and Stable Multiplexed Biosensors Array in Fully Printed and Integrated Platforms for Reliable Perspiration Analysis” 为题发表在《Advanced Materials》。南科年夜-港科年夜结合造就博士生马苏曼为第一作者，南边科技年夜学林苑菁助理传授、中国香港科技年夜学范智勇传授为配合通信作者。研究事情获得国度天然科学基金、广东省、深圳市、中国香港基金撑持。

课题组受邀发表综述文章，体系先容了面向无线康健监测的可打印、柔性集成传感体系的进展，会商了微纳质料和器件的合成与修筑计谋，总结了高兼容性、低成本、范围化的多功效电子器件制备与体系集成技能的运用远景与面对挑战。文章以“Printable and flexible integrated sensing systems for wireless healthcare” 为题发表在《Nanoscale》，并当选为封面文章。南边科技年夜学博士生周可蒙、本科生丁若辰（现为中国香港科技年夜学博士生）为配合第一作者，南边科技年夜学林苑菁助理传授为通信作者，入选2024 Nanoscale Emerging Investigator。研究事情获得国度天然科学基金、广东省、深圳市基金撑持。

论文链接：

论文1“Washable textile biosensors enabled by nanostructured oxides with fast ion diffusion”，https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00399-5

论文2“Well-defined in-textile photolithographytowards permeable textile electronics”，https://www.nature.com/articles/s41467-024-45287-y

论文3“Ultra-Sensitive and Stable Multiplexed Biosensors Array in Fully Printed and Integrated Platforms for Reliable Perspiration Analysis”，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202311106

论文4“Printable and flexible integrated sensing systemsfor wireless healthcare” ，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/nr/d3nr06099c/