纺织服装学院在医工结合可穿戴领域取得新突破

新闻网讯 近日,纺织服装学院联合青岛医学院、青岛大学附属医院在 Research、npj Flexible Electronics、Device期刊分别发表题为“Noninvasive Self-Powered Iontophoresis Mask Based on a Water-Driven Fiber Battery”“Ultrasensitive biosensing meta-garment via wetting gradient effect for heat-exhaustion warning”“Stimulus-responsive alternating current electroluminescent textiles for visual human-machine interface”的学术论文。纺织服装学院学院王奕文、李明、李港华分别为论文第一作者，青岛大学附属医院于宁、青岛医学院张德腾、纺织服装学院田明伟教授为通讯作者。

图1 Noninvasive Self-Powered Iontophoresis Mask Based on a Water-Driven Fiber Battery

覆盖在皮肤上的面膜能够用来解决面部皮肤问题。通过药物小分子经透皮渗透输送，实现祛痘、美白、补水、提亮等功效。近年来，离子透入技术的引入为提升面膜药物渗透性能提供了新的思路。该技术通过在皮肤表面施加低强度电场，促使药物以离子形式透入皮肤组织，从而在愈合伤口、促进角质细胞迁移、促进肌肉运动以及恢复肌肤弹性等方面展现出更高的效率。所提出的基于锌锰纤维电池（Zn-Mn@FB）的自供电离子电泳面膜（图1），可实现增强透皮给药的功效。

图2 Ultrasensitive biosensing meta-garment via wetting gradient effect for heat-exhaustion warning

热衰竭是消防员在高温环境中作业时常见的高危病症，其特征是脱水、心率过快和电解质失衡。若未及时干预可能迅速演变为致命性热射病（死亡率高达70%）。传统消防服功能单一，无法实时监测体液成分与生理指标，导致健康风险难以及时识别。所提出的基于湿润梯度效应的超灵敏生物传感服装（图2），实现了五项关键生物标志物（pH、钠、钾、葡萄糖、心率）的同步监测。

图3 Stimulus-responsive alternating current electroluminescent textiles for visual human-machine interface

视觉交互纺织品可通过发光来检测和响应物理/化学变化，并在运动传感、医疗保健和安全防护等场景具有广泛的应用价值（图3）。与光致发光、机械致发光或热致发光器件相比，交流电致发光（ACEL）纺织品凭借其柔性、稳定性、功能集成性成为可穿戴视觉交互设备的最佳候选。然而，ACEL纺织品通常需要集成多个电子元件来实现视觉交互功能，存在厚度增加、灵活性降低、交互延迟等弊端。追求轻量化和结构简化对于增强功能和优化交互效果至关重要。