可穿戴汗液傳感器正成為運動健康、慢病管理和個性化醫(yī)療領(lǐng)域的前沿技術(shù)方向。然而，真正落地應(yīng)用面臨兩大核心難題：一是汗液分泌量因運動強度和環(huán)境條件差異懸殊，在靜止狀態(tài)下尤難持續(xù)采樣；二是傳感界面須與皮膚保持穩(wěn)定貼合，同時避免復(fù)雜的外部供電和電路系統(tǒng)。早期的貼片式微流控方案，以及利用焦耳熱或離子電滲法主動誘導(dǎo)出汗的方案，雖能改善采樣效果，卻普遍依賴外部電源，限制了真正意義上的無感穿戴體驗。

近日，韓國研究團隊在《Small Structures》期刊發(fā)表研究成果，提出了一種基于二硫化鉬（MoS?）/聚乳酸（）復(fù)合纖維的多功能汗液傳感平臺。該方案將二維半導(dǎo)體納米材料的獨特電學和化學性質(zhì)，與可生物降解聚合物的柔性可紡性相結(jié)合，兼顧傳感功能與穿戴舒適度，并通過材料本征毛細效應(yīng)實現(xiàn)被動集汗，無需任何輔助設(shè)備。

濕法紡絲制備多孔復(fù)合纖維，毛細效應(yīng)驅(qū)動被動集汗

在材料制備環(huán)節(jié)，團隊首先通過電化學剝離塊狀晶體，獲得高質(zhì)量MoS?納米片。剝離后的納米片以半導(dǎo)體性2H相為主，同時含有少量金屬性1T相成分，有助于提升載流子傳輸效率。納米片隨后與溶于熱溶劑中的均勻混合，配制成紡絲原液。

利用定制縫隙噴嘴進行濕法紡絲，將原液連續(xù)擠出并經(jīng)凝固、干燥，Zui終得到具有多孔微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維。掃描電鏡、能量色散X射線光譜及X射線光電子能譜的表征結(jié)果證實，MoS?與在纖維中均勻分布，半導(dǎo)體相得到有效保留。多孔結(jié)構(gòu)賦予纖維出色的毛細吸液能力，即便是低至0.5 μL的微量汗液液滴，也能被迅速捕獲并傳導(dǎo)至傳感界面，實現(xiàn)實時響應(yīng)。

穿戴時，MoS?/復(fù)合纖維還能在皮膚表面形成熱絕緣微環(huán)境，減少熱量散失和汗液蒸發(fā)，從而穩(wěn)定汗液分泌條件，進一步保障采樣的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

雙模傳感機制：同步識別生化標志物與機械壓力

在電化學傳感性能方面，該平臺展現(xiàn)出對多種關(guān)鍵汗液生物標志物的選擇性響應(yīng)能力，且不同分析物的作用機制存在顯著差異。鈉離子和鉀離子等電解質(zhì)通過靜電屏蔽效應(yīng)增強纖維導(dǎo)電性；而乳酸、銨根等代謝物則通過誘導(dǎo)電荷捕獲和散射來降低導(dǎo)電性。截然相反的電導(dǎo)率變化方向，使傳感器能夠在不引入多路選擇電路的情況下，有效區(qū)分多種汗液分析物。

研究團隊在多名受試者身上開展了運動、熱應(yīng)激、心理應(yīng)激等不同生理狀態(tài)下的實際測試，傳感纖維清晰捕捉到各狀態(tài)下汗液分泌的起始時間、峰值強度和衰退曲線的差異特征，即便在低出汗率和信號波動的場景下，區(qū)分能力依然穩(wěn)健。

除生化傳感外，復(fù)合纖維還具備壓阻特性，可通過電阻變化檢測機械壓力。施加壓力后，MoS?導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)被壓縮致密化，電阻隨之下降，信號可逆且與壓力大?。?strong>1至5 N范圍內(nèi)）呈良好線性關(guān)系，完全覆蓋日常穿戴的常見受力區(qū)間。經(jīng)過500次彎曲循環(huán)測試，傳感性能幾乎無衰減，驗證了其用于長期可穿戴應(yīng)用的機械耐久性。這種生化與力學雙模融合的傳感能力，使同步監(jiān)測汗液生化指標與肢體運動狀態(tài)成為可能，顯著拓展了健康追蹤的維度。

織物集成潛力突出，推動可穿戴生物電子系統(tǒng)升級

從技術(shù)路線看，MoS?/復(fù)合纖維Zui突出的優(yōu)勢在于其織物兼容性。濕法紡絲工藝可連續(xù)制備長程纖維，理論上可直接編織入運動服、醫(yī)療監(jiān)護服等功能性紡織品，無需在衣物上二次集成剛性傳感模塊，極大降低了工程化門檻。與此同時，的生物可降解性也契合當前可穿戴電子產(chǎn)品向綠色低碳方向演進的行業(yè)趨勢。

該研究成果對于國內(nèi)正在布局柔性電子、智能紡織和健康監(jiān)測賽道的企業(yè)具有重要參考價值。MoS?的電化學剝離制備和濕法紡絲工藝均已具備一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，如何在保持納米片相結(jié)構(gòu)和分散均勻性的前提下實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，將是從實驗室走向商業(yè)化的關(guān)鍵攻關(guān)方向。率先掌握高質(zhì)量功能纖維的批量制備能力，有望在下一代可穿戴健康設(shè)備市場中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。