汗液传感器腕表可实时监测身体化学反应

发布时间：2024-07-02 15:56:14 栏目：精选知识

导读 根据最近发表在 ACS Nano上的一项研究 ，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所黄星久教授领导的团队发明了一款独特的手表。固体...

根据最近发表在 ACS Nano上的一项研究 ，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所黄星久教授领导的团队发明了一款独特的手表。固体接触(SC)。这款先进的手表中装有多个模块，包括传感器阵列、微流控、信号处理和数据显示系统，用于监测人体汗液中的化学物质。



黄教授表示：“它可以持续准确地监测钾(K +)、钠(Na +)和钙(Ca2 + )离子的水平，具有实时和长期跟踪能力。”

基于电化学方法的汗液传感器取得了巨大进展，使得追踪人体变化变得更加容易。传感器的稳定性对其应用效果和使用寿命至关重要，是确保传感器长期可靠工作的关键。因此，研究人员专注于设计稳定的SC接口作为核心组件，同时充分集成汗液传感器的多个模块，以实现对多个目标离子的同时可靠监测。

在这项研究中，研究人员开发了基于分层多层孔交联 N 掺杂多孔碳的量产传感器阵列，该碳由疏水性高的还原氧化石墨烯 (NPCs@rGO-950) 微球包覆，作为核心 SC。这使得能够高度选择性地监测 人体汗液中的K +、 Na +和 Ca 2+离子。

他们利用计算机断层扫描和固-固界面电位扩散模拟发现，固体界面间物质的扩散非常低，而界面上储存电荷的能力很高，这确保了传感器阵列具有优异的电位稳定性、可逆性、重复性和选择性。

这款手表的长期可靠性非常出色。它可以连续 6 个月以上监测人体汗液中的三种离子，超过了已报道的许多其他传感器的稳定性。

研究团队表示，这项研究综合了材料设计、界面机理研究、传感器量产以及模块化全集成等思路，为可穿戴电化学汗液传感器提供了更多可能性。