可穿戴的生物电子能够随形地、实时地检测人体健康状况，受到了科学家们的广泛关注。特别是近年来，可穿戴汗液传感器的兴起，使得无创地追踪各种生理指标成为现实。但是，在长期监测过程中，传感器下方积累的汗液会极大地影响设备湿热舒适性。因此，如何改善用户的穿戴体感，同时保证优异的传感性能成为当前急需解决的问题。

  基于上述背景，深圳大学医学部许太林和张学记教授团队通过优化传感器的表面浸润性来实现这一目的。该团队选取具有良好的生物相容性和优异力学性能的天然蚕丝织物作为整个传感器的核心材料，利用低表面能的十八烷基三氯硅烷（OTS）和蚕丝织物上丝素蛋白（Fibroin）产生的化学反应，制备了超疏水的蚕丝基底。随后，只对疏水蚕丝织物的一侧进行等离子体（Plasma）处理，形成类似荷叶的一面疏水一面亲水结构，即Janus 蚕丝织物（Janus silk textile）。因其正反两侧极端的表面能差异，这种Janus silk具有单向输水特性，可将水分从疏水侧泵送至亲水侧，反之则不行。

图 1 Janus silk textile的表征和单向输水特性

  研究团队巧妙地利用这种单向输水性质为表皮营造了良好的湿热舒适性：相较于传统织物，Janus silk textile将汗液更充分地从皮肤侧（疏水侧）排至环境侧（亲水侧），消除了汗液在皮肤上的滞粘，营造了干爽的穿戴体感。在人体出汗阶段，汗液不断地排出并蒸发，带走热量；人体停止出汗后，干燥的疏水一侧具有较低的导热系数，保存热量以避免体表过冷和个体着凉。

图 2 Janus silk textile用于皮肤湿热管理

  作者进一步将市售的导电碳浆涂覆在经六氟异丙醇（HFIP）处理的蚕丝纱线表面，制成汗液传感电极并编织在Janus silk textile亲水一侧，得到Janus 蚕丝基的电子织物（Janus silk E-textile）。因其单向输水的特性，Janus silk E-textile能将微量的电解质溶液（5 μL）更集中运送至亲水侧（电极侧），显著地降低了产生稳定电信号所需的溶液体积阈值。人体实验表明，这种Janus silk E-textile电极侧的汗液累积速度更快，传感器的响应时间也更短。

图 3 Janus silk E-textile用于高效汗液检测

  这一成果近期发表在Nano Letters 上（X. He, C. Fan, T. Xu,* X. Zhang*, Biospired Janus Silk E-Textiles with Wet-Thermal Comfort for Highly Efficient Biofluid Monitoring. Nano Lett. 2021, 10.1021/acs.nanolett.1c03426.）。论文的第一作者是北京科技大学和深圳大学联合培养博士生何学成，通讯作者是深圳大学医学部许太林副教授和张学记教授，深圳大学为第一通讯单位。

  论文链接: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.1c03426

  下载：Biospired Janus Silk E-Textiles with Wet-Thermal Comfort for Highly Efficient Biofluid Monitoring