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武汉纺织大学技术研究院

(国家级科研平台服务中心)

【媒体报道】长江日报:衣服就能“测血糖”,武汉专家做到了

2023/05/21

无论人是站着还是坐着,天气是晴天还是阴天,不需要安装电池,衣服能否穿在身上就可以发电并检测血糖高低?

5月17日,长江日报记者从武汉纺织大学获悉,该校王栋教授课题组,历时两年研究,首次将热电纤维(电源)和生化传感纤维(传感器)有机结合,借助人体和外界温差发电并成功驱动葡萄糖传感器工作,实现了智能可穿戴柔性织物“一站式”传感服务,有效解决了这一问题。

武汉纺织大学王栋教授课题组,长期致力于先进纤维新材料及其与生物、电子、能源、环境等交叉学科领域的创新研究工作。

课题组主要成员之一、武汉纺织大学李沐芳教授介绍,通过智能可穿戴柔性织物监测人体生理数据,这类研究在社会上已经比较常见。“但驱动传感器工作的电源,大多是通过插电源或安装电池提供电能,既影响美观,也不方便携带。我们就在想,有没有一种柔性织物材料能自身发电?”

这个痛点,一直是课题组研究的方向。在两年前的一次交叉学科会议上,李沐芳教授和卿星博士就该问题开展了深入交流。卿星博士研究方向是纤维基有机电化学晶体管生化传感器,她在会议上指出能否将热电和传感器集成一体?团队成员继续开始深入研究。

“其实,通俗地说就是不用电池解决供能的问题。用一个形象的比喻,就是手机不用充电器充电,能够自身充电。”李沐芳教授说,团队成员想到能否利用人体和外界环境温差,来提供能源发电。热电织物通过温差效应持续为生化传感器提供能源。虽然人体与环境温差不大,但卿星博士研究的纤维基有机电化学晶体管工作电压低,信号放大效率高,可将微小的生理信号变化转变为明显的电信号变化。

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人体是恒温,在一般情况下,人体和外界环境温度相差2.2℃。为了验证其准确性,避免个例,课题组又找来10多位学生做试验,将热电和传感器集成一体的柔性织物穿戴在学生手上,结果显示温差一致。“男人、女人,坐着或站着,我们都做了试验,结果与我们判断的一样。”卿星博士说。

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通过自身温差提供传感器工作所需要的能量,在李沐芳教授看来,这是件很美妙的事。“不需要再增加电池等物件,这款耐磨、耐汗的柔性织物随身穿就能有电让传感器工作,不影响美观,也方便提供持续稳定的电源,一举多得。”

研究团队成员认为,这款可穿戴柔性织物,采用的是绿色能源,实现了柔性供能和柔性传感的有机结合。通过蓝牙系统,可以实现人机相连,将人体一些信息传到手机上。

目前,这款柔性织物可以通过检测汗液提供人体血糖的一些数据。李沐芳教授做了大胆想象,未来,人体的其他一些数据,比如血脂、高血压等,都可以通过这款随身穿的柔性织物检测。此外,利用蓝牙连接手机,可以让人实时观测健康数据,起到对健康预警作用。

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