近日，香港理工大學(xué)鄭子劍課題組與南方科技大學(xué)林苑菁課題組在柔性可穿戴傳感器件領(lǐng)域取得研究進(jìn)展，相關(guān)研究以“A Monolithically Integrated In-textile Wristband for Wireless Epidermal Biosensing”在國(guó)際頂級(jí)期刊Science Advances上發(fā)表。南科大-港理工2021級(jí)聯(lián)培博士生馬小浩為論文第一作者，林苑菁（南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院，助理教授）和鄭子劍（香港理工大學(xué)，講席教授）為共同通訊作者。
汗液含有許多生物標(biāo)志物，包括電解質(zhì)、代謝物、氨基酸和激素，對(duì)這些生物標(biāo)志物的持續(xù)監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)早期疾病的發(fā)現(xiàn)和管理。另一方面，電子織物由于其獨(dú)特的舒適性和透氣性，在汗液生物傳感中具有很大的潛力。然而，織物固有電阻大且電子集成度低，現(xiàn)有的方法通常只將傳感器集成在織物上，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)電子系統(tǒng)的高兼容性集成互連。聚合物輔助金屬沉積 (PAMD)作為一種低成本、高產(chǎn)出的工藝可用來(lái)制造高導(dǎo)電的紡織品（紡織品電導(dǎo)率與塊金屬在同一個(gè)數(shù)量級(jí)）。PAMD工藝為制造用于柔性傳感的電子織物系統(tǒng)提供了新思路。
作者報(bào)導(dǎo)了一種混合集成在單層織物上的手環(huán)，用于實(shí)時(shí)無(wú)線檢測(cè)汗液中的生物標(biāo)志物。通過(guò)PAMD工藝與改良的雙面光刻技術(shù)在單層織物上實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)印刷電路板(PCB)一樣的電路圖案（圖1）；谔貏e設(shè)計(jì)的電路圖案，制造了由以下三部分組成的手環(huán)：用于離子檢測(cè)的高選擇性傳感器，用于信號(hào)提取和處理的電路，以及用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃{(lán)牙模塊和應(yīng)用App。集成的手環(huán)可在0.3-40 mM范圍內(nèi)連續(xù)監(jiān)測(cè)汗液鉀離子濃度，精確度達(dá)到0.994，實(shí)現(xiàn)了可靠的無(wú)線實(shí)時(shí)表皮生物傳感。此外，該手環(huán)具有79 mm s-1的優(yōu)異透氣性和270 g m-2day-1的透濕性，比商業(yè)醫(yī)用膠帶和柔性電子產(chǎn)品中常用的彈性體還高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，從而確保佩戴舒適性（圖2）。這項(xiàng)工作作為一種制造可穿戴電子織物的獨(dú)特策略，在移動(dòng)健康和遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面具有巨大潛力。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/sciadv.adj2763
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