湘潭大学王秀锋教授课题组在可穿戴汗液微流控器件领域取得新成果

湖南日报·新湖南客户端 2024-10-29 17:57:32

湖南日报·新湖南客户端10月29日讯(通讯员曾坛)近日，湘潭大学材料科学与工程学院王秀锋教授课题组在可穿戴汗液微流控器件领域取得了新进展。相关研究成果以《一种专为长期贴合出汗皮肤设计的抗菌透汗贴片》(Sweat-Permeable, Microbiota-Preserving, Mechanically Antibacterial Patch for Long-Term Interfacing with Perspiring Skin)为题，发表在国际著名学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.202416129)。

湘潭大学硕士研究生吴宇佼和李鑫宇为该论文第一作者，王秀锋教授和唐楷为博士为共同通讯作者，南方医科大学彭峰教授等为参与作者，湘潭大学为第一完成单位和唯一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金和湖南省自然科学基金等项目的资助。

人体汗液的分泌受个体生理和心理状态波动而表现出不稳定、间歇甚至难以预测的特性。汗液大量分泌不仅会促进体表细菌的生长与繁殖，引发体表不适，还可能扰乱体内的水分及电解质平衡。这给可穿戴技术在长期健康监测中的应用带来了诸多挑战，包括增加皮肤细菌感染风险、减弱器件与皮肤间的粘附性能，甚至影响监测信号的准确性。

图1 Janus贴片的排汗、透气与抗菌特性

基于此，该课题组制备了一种兼具高透汗率和优异抗菌性能的贴片。该贴片将原位生长的锌铝层状双氢氧化物纳米片和独特的Janus不对称润湿性结构精妙融合。前者借助纳米片的边缘效应，实现了高效物理杀菌;后者则通过液体定向传输特性，提升了体表的排汗与透气性。它能够与纸基微流控传感器(μPADs)等无缝集成，在维护皮肤表面微菌群平衡的同时，确保体表汗液的稳定监测。这项工作为开发长时间贴合于体表的传感器件提供了新思路。

近期，该课题组在特殊润湿性表面及其可穿戴器件领域完成了一系列具有特色的工作，包括开发了热反馈个性化水合管理(Lab Chip 2024, 24:356)、双流体微流控(Adv. Sci., 2024, 11:2306023)、隐汗监测(ACS nano 2023, 17:5588)等新技术，建立了可穿戴相关理论(Int. J. Solids Struct. 2024, 292:112714、Extreme Mech. Lett. 2023, 63:102046)，并提出了汗液微流控闭环系统在时间采样和自反馈方面的潜在策略(NPJ Flex. Electron. 2023, 7:43)。

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来源：湖南日报·新湖南客户端

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