蘇州納米所可穿戴汗液感測器研究獲進展

人體汗液中富含大量潛在的與健康和疾病相關的標誌物，相比較常規的血液和尿液檢測，其具有非侵入（Non-invasive）和實時連續監測等優勢，因此可穿戴汗液感測器的研究成為可穿戴健康電子設備領域發展的重點之一。微型化、集成化的全固態離子選擇性電極和全固態參比電極，是檢測汗液中電解質離子濃度的核心感測技術。然而，現有的大部分固態離子感測器多採用導電聚合物作為離子／電子的傳導層材料，存在穩定性差、干擾因素多、使用壽命短等缺點，限制了其在可穿戴汗液檢測領域的應用。

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張珽研究團隊前期研發了可用於皮膚水分檢測的柔性可穿戴離子型濕度感測器（Advanced Science, 2017, 1600404,1-7, Back Cover）。進而，針對微型化全固態離子感測器和全固態參比電極穩定性等關鍵科學技術問題，研究團隊結合MEMS微納加工技術設計製備了具有微孔陣列為模板的電極晶元，採用一步電沉積法製備了大比表面積且可調控的三維金納米結構離子／電子傳導陣列電極，相比較基於碳納米管、石墨烯、多孔碳等材料的離子／電子傳導層，其具有製備簡單，重複性好等優勢。通過該電極晶元構建的全固態離子選擇性電極具有穩定的電位響應靈敏度（56.58 ± 1.02mV/decade）、快速的響應時間（

該工作得到了國家自然科學基金、江蘇省傑出青年基金和中國博士後科學基金資助項目等的資助。

圖1.（A）電沉積製備不同比表面積的三維金納米結構固體接觸傳導陣列電極；（B）全固態離子選擇性陣列電極構建的結構示意圖。

圖2.（A）、（B）和（C）為可穿戴「導汗帶」汗液感測器設備的照片和示意圖；（D）汗液感測器晶元在穿戴前和穿戴後對不同濃度標準Na＋溶液的校準曲線；（E）為汗液感測器在人體上運動過程中實時連續監測汗液中Na＋濃度變化的曲線圖。

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