厦门大学侯旭教授/帝国理工大学李明博士、Eduardo Saiz教授《Device》：防汗生物电子皮肤传感器

2023-06-28 来源：高分子科技

近日，厦门大学侯旭教授课题组与英国帝国理工大学李明博士、Eduardo Saiz教授合作在Cell新子刊《Device》上发表题为“Sweat-resistant bioelectronic skin sensor”的研究论文，通过构筑液基材料用于抗汗生物电子皮肤，不仅能在干燥、油性和出汗的环境下稳定监测电生理信号，提供疾病风险预警，而且在极端环境下也可以进行人机交互。

生物电子皮肤传感器为高强度运动下诊断和预测相关疾病提供了更多机会。然而，大多数皮肤传感器在潮湿的生理环境中会因失效而脱落，这严重限制了其应用。基于此，研究团队报告了一种基于液基材料对生物电信号和运动监测具有高灵敏度的防汗生物电子皮肤传感器。这种传感器不仅对干燥、油性和出汗的人体皮肤具有很强的附着力，而且具有稳定、灵敏的电信号响应特性。此外，高拉伸性、即时自愈、防潮和抗冻特性意味着液基材料可应用于可穿戴防汗生物电子传感器在复杂条件下进行人机交互，可监测不同场景下的微小运动或剧烈运动下的电生理信号，并提供疾病风险预警，为可穿戴电子传感器的设计提供了新的可能。如图1示意性所示，与传统BSS（在干燥皮肤上的粘附力较弱，在出汗条件下容易脱落相比，SRBSS在干燥条件下保持稳定的粘附力，并且在出汗条件下也保持稳定。优异的性能确保SRBSS可用于身体信号传感和报警过程。

图1：防汗生物电子皮肤传感器（SRBSS）的设计和原理

图2：SRBSS的抗冻性、拉伸性、导电性和长期稳定性。

图3：SRBSS的自愈和粘附性能。

图4：SRBSS的体外抗菌活性、皮肤致敏性以及细胞毒性和溶血率。

图5：SRBSS作为生物电电极的传感应用，各种情况下的心电信号采集及相关报警系统。

帝国理工学院李明博士和厦门大学化学化工学院博士生李维军为论文共同第一作者兼通讯作者，厦门大学化学化工学院侯旭教授为论文共同通讯作者。该研究工作获得了国家自然科学基金（52025132、21975209、21621091、22021001和22121001）、国家重点研发计划（2018YFA0209500）、福建省国家科学基金（2022J02059）、中央高校基本科研业务费（20720220085）、"111计划"（B17027和B16029）、嘉庚创新实验室科技项目（RD2022070601）和英国EPSRC未来制造中心项目（MAPP，EP/P006566）等资助和支持。

文章链接：https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(23)00006-6

课题组主页：http://xuhougroup.xmu.edu.cn/

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（责任编辑：xu）

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