纺织纤维及制品教育部重点实验室
欢迎具有材料、化学、纺织、环境、机械相关背景的研究生、青年教师加入本课题组
设为首页 | 收藏本站

〖长江日报〗衣服就能“测血糖”,武汉专家做到了

2023-05-19 09:21浏览数:77

长江日报大武汉客户端5月19日讯(记者胡义华 通讯员郑婷)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。

全纤维集成热电驱动生理信号监测器件织造图。受访者提供

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?”

武汉专家研发的热电和传感器集成一体的柔性织物样品。受访者提供

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。

人体与环境温差2.2K条件下,调控热电织物热电单元的串联个数调节输出电压大小。受访者提供

“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。

李沐芳教授和卿星博士指导学生测试全纤维集成热电驱动生理信号监测器件性能。受访者提供

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。

武汉专家研发的热电和传感器集成一体的柔性织物样品。长江日报记者胡义华 摄

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。”

武汉纺织大学李沐芳教授(右)、卿星博士。长江日报记者胡义华 摄

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。




会员登录
 
 
登录