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  可穿戴應(yīng)變傳感器在醫(yī)療康養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)保健等個(gè)人數(shù)字健康管理中的潛在應(yīng)用，引起了人們的廣泛研究興趣。皮膚-衣物微環(huán)境界面中的溫度和濕度變化容易導(dǎo)致可穿戴傳感設(shè)備的傳感性能失真。因此，開發(fā)一種適用于不同微環(huán)境的自適應(yīng)響應(yīng)能力的柔性織物（ECGF）傳感器具有重要意義。使用聚多巴胺作為連接纖維和氧化石墨烯的橋梁，通過在纖維表面原位還原形成還原氧化石墨烯多層結(jié)構(gòu)。使用等效電路對(duì)傳感器的機(jī)電性能進(jìn)行了仿真和分析。結(jié)果顯示：該傳感器具有快速響應(yīng)（50 ms）、耐用性（>3000次循環(huán)）和透氣性（762.07 g/m² ? h），有利于微環(huán)境中的溫度和濕度交換，在不同的溫度水平（20.8°C - 44.9°C）和濕度水平（相對(duì)濕度：38% - 79%）下表現(xiàn)出穩(wěn)定的傳感性能，并成功用在個(gè)人數(shù)字健康的無線傳感設(shè)備的集成監(jiān)測(cè)演示，對(duì)于推進(jìn)個(gè)人數(shù)字健康監(jiān)測(cè)具有重要意義。

  2025年1月2日，蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室李剛教授課題組開發(fā)了一種利用牛角瓜-氨綸彈性織物和還原氧化石墨烯（rGO）制備的可穿戴柔性織物傳感器件，適用于個(gè)人數(shù)字運(yùn)動(dòng)健康監(jiān)測(cè)，該項(xiàng)研究為可穿戴個(gè)人健康設(shè)備的開發(fā)提供了新的思路。該項(xiàng)工作以“A Scalable Flexible Strain Sensor with Adaptive Response Capability to Varying Microenvironments for Digital Healthcare”為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Composites Science and Technology上。蘇州大學(xué)碩士生劉競舸和香港理工大學(xué)博士生張君澤為共同第一作者，蘇州大學(xué)李剛教授為通訊作者，合作作者還包括蘇州大學(xué)碩士生劉靜、李威強(qiáng)、沈宏強(qiáng)、王凌霄、丁宇琪，東華大學(xué)劉燕平教授、李毓陵教授，以及中科院昆明植物研究所許建初教授。該工作得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國際合作司項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。

摘要圖：ECGF傳感器示意圖，機(jī)電性能測(cè)試及運(yùn)動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)

圖1. ECGF傳感器的制備流程和表面形貌

圖2. ECGF傳感器的力學(xué)、電學(xué)和穿戴舒適性表征

圖3. ECGF傳感器的傳感原理和性能測(cè)試

圖4. ECGF傳感器在微環(huán)境溫濕度變化過程中的穩(wěn)定性能測(cè)試

圖5. ECGF傳感器對(duì)個(gè)人物理運(yùn)動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)的可行性驗(yàn)證

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2025.111034 

論文第一/通訊作者簡介：

  劉競舸，蘇州大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)槿嵝钥纱┐鱾鞲衅骷捌湓诠δ苄灾悄芗徔椘分械膽?yīng)用。

  李剛，教授，博導(dǎo)，蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室主任助理。江蘇省第十五批“六大人才高峰”高層次人才、江蘇省僑聯(lián)青年委員會(huì)委員、香港理工大學(xué)江蘇校友會(huì)副會(huì)長。東華大學(xué)碩士、香港理工大學(xué)博士、美國塔夫茨大學(xué)訪問學(xué)者（合作導(dǎo)師：美國工程院David Kaplan院士）。長期在絲蛋白生物材料、醫(yī)用和智能健康紡織材料等多領(lǐng)域展開跨學(xué)科研究。在Advanced Functional Materials、Biomaterials和Bioactive materials等權(quán)威期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等項(xiàng)目30余項(xiàng)，曾獲2024年度中國絲綢領(lǐng)域十大科技成果、2023年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)優(yōu)秀專利獎(jiǎng)、2022年江蘇省十大行業(yè)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)、2022年第八屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽金獎(jiǎng)指導(dǎo)老師、“香港首屆創(chuàng)新大賽”冠軍等榮譽(yù)。已授權(quán)國內(nèi)外專利50余件。主要學(xué)術(shù)兼職為中國生物材料學(xué)會(huì)智能仿生生物材料分會(huì)委員、中國科協(xié)培訓(xùn)和人才服務(wù)中心、國家醫(yī)療器械審評(píng)中心、國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金和“霍英東”科教獎(jiǎng)評(píng)審專家、Journal of Fiber Bioengineering Informatics副主編、《產(chǎn)業(yè)用紡織品》編委、《絲綢》青年編委、Frontiers in Bioengineering and Biotechnology等雜志編委（https://web.suda.edu.cn/tcligang）。