近日，南边科技年夜学林苑菁课题组与中国香港理工年夜学郑子剑课题组于柔性可穿着传感器件范畴取患上研究进展，相干研究以“A Monolithically Integrated In-textile Wristband for Wireless Epidermal Biosensing”于国际顶级期刊ScienceAdvances上发表。南科年夜-港理工2021级联培博士生马小浩为论文第一作者，林苑菁（南边科技年夜学深港微电子学院，助理传授）及郑子剑（中国香港理工年夜学，讲席传授）为配合通信作者。

汗液含有很多生物标记物，包括电解质、代谢物、氨基酸及激素，对于这些生物标记物的连续监测可以实现初期疾病的发明及治理。另外一方面，电子织物因为其怪异的恬静性及透气性，于汗液生物传感中具备很年夜的潜力。然而，织物固有电阻年夜且电子集成度低，现有的要领凡是只将传感器集成于织物上，而没法实现整个电子体系的高兼容性集成互连。聚合物辅助金属沉积 (PAMD)作为一种低成本、高产出的工艺可用来制造高导电的纺织品（纺织品电导率与块金属于统一个数目级）。PAMD工艺为制造用在柔性传感的电子织物体系提供了新思绪。

作者报道了一种混淆集成于单层织物上的手环，用在及时无线检测汗液中的生物标记物。经由过程PAMD工艺与改进的双面光刻技能于单层织物上实现了与传统印刷电路板(PCB)同样的电路图案（图1）。基在尤其设计的电路图案，制造了由如下三部门构成的手环：用在离子检测的高选择性传感器，用在旌旗灯号提取及处置惩罚的电路，以和用在无线数据传输的蓝牙模块及运用App。集成的手环可于0.3-40 mM规模内持续监测汗液钾离子浓度，切确度到达0.994，实现靠得住的无线及时表皮生物传感。此外，该手环具备79 妹妹 s-1的优秀透气性及270 g m-2day-1的透湿性，比贸易医用胶带及柔性电子产物中经常使用的弹性体还有超出跨越一个数目级以上（图2），从而确保佩带恬静性。这项事情作为一种制造可穿着电子织物的怪异计谋，于挪动康健及长途医疗等方面具备巨年夜潜力。

图1(A)单片集成织物手环的无线汗液传感示用意。(B)柔性贴片织物手环的照片 (2.5×9 cm)。(C)手环体系设计观点图。(组件1及组件2别离为电化学汗液传感的事情电极及参比电极。组件3及4是电压追随器、放年夜器及滤波器。组件5及组件6别离为模数转换器(ADC)及蓝牙模块)。

图2 (A)钾离子传感器开路电压相应的反复性。(B)传感器的检出限(LOD)。(C) 传感器可反复性。(d) 传感器的持久不变性。（E)基在涤纶布的织物手环的透气性及防水性测试。(F) 织物手环的透湿性测试。(G)织物手环的透气性及透湿性与纯弹性体及纺织面料的比力。弹性体:PET, PDMS及Ecoflex薄膜。纺织面料:涤纶、尼龙、棉、氨纶布。

图3(A)用在汗液网络的微流控通道的观点验证。(B)运动时利用手环举行现场汗液监测。(C)戴于手臂上的手环照片。(D)定制的及时持续钾离子传感的手机App。(E)动感单车骑行时的及时汗液钾离子程度。(F)手环检测的离子浓度成果与标椎等离子体质谱阐发仪的成果比力。

该研究事情获得了国度天然科学基金，广东省、深圳市、中国香港RGC基金撑持。

论文链接：https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/sciadv.adj2763