基于芯鞘传感纱线制备织物电化学汗液传感器

据悉，南京大学张晔课题组将多股亲水棉纤维和基于碳纳米管的传感纤维加捻制备得到芯鞘传感纱线，并将之刺绣到超疏水织物基底上，开发了一种新型织物电化学汗液传感器。由于芯鞘传感纱线与超疏水织物基底之间存在较大的亲疏水差异，汗液只能被芯鞘传感纱线捕获，并传输至传感区域，因此展现出较高的汗液捕获效率。

研究人员表示，芯鞘传感纱线由多股亲水棉纤维和基于碳纳米管的传感纤维组成。选用吸汗率高的多层亲水棉纤维，有利于捕获和收集皮肤上的汗水。与碳纳米管传感纤维刺绣亲水织物基底所构成的织物电化学汗液传感器相比，基于芯鞘传感纱线的织物电化学汗液传感器使纱线附近的汗液富集，减少织物基底汗液的无效扩散，显著提高汗液捕获效率。同时，富集的汗液稳定了传感纤维与汗液接触界面，有利于获得更加稳定和准确的传感信号。

得益于此设计，其仅需0.5μL 的汗液即可实现稳定的电路连接，是迄今为止报道的织物电化学传感器最低汗液检测量的1/20。同时，芯鞘传感纱线在弯曲、扭转和抖动等动态变形过程中也保持了稳定的性能。阻抗测试表明，即使在弯曲5000 次后，基于芯鞘传感纱线的织物电化学汗液传感器的电阻仍然没有明显变化。电化学性能方面，其对葡萄糖、Na+、K+和pH 均表现出良好的选择性。

此外，研究人员将其与外置芯片等集成制作成智能运动衬衫，用于实时监测用户在剧烈运动状态（如打羽毛球）和温和出汗状态（如走路、吃饭）下汗液的多种化学信息（如葡萄糖、Na+、K+、pH 值）。外置芯片实时处理芯鞘传感纱线采集到的汗液数据，由蓝牙传输至用户APP，分析用户汗液的生化指标，从而实现集成应用。

（摘编自高分子科技）