可檢測汗液成分之貼身衣物用纖維材料

 

刊登日期:2023/2/18
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日本東北大學利用可檢測出汗液中所含多種生物健康因子的多機能纖維,開發了一項貼身衣物用材料。目前已有各種將電子技術整合至紡織品的方法,但這些方法大多是將硬質電子設備附著於織物的方法,與身體接地的面積很少,可處理的數據類型也很有限。此次的研究中,東北大學開發了一項獨特的「熱拉伸製程」,將具有需求結構或機能之成型物(預製件)透過加熱並拉伸,即可在保持原有結構與機能的同時縮小尺寸,且成功量產如髮絲般細小的纖維。此外,在維持多機能纖維既有特性的同時,亦成功地實現了電化學感測、液體注入等機能的結合。

為了藉由電化學感測汗液中的各種化學物質,電極採用了碳複合材料,且為了將此碳複合材料集積於多功能纖維中並實現高性能感測,東北大學設計並透過熱拉伸製作了一款新型多功能纖維。此外,透過雷射加工技術,集積在纖維中的電化學感測電極或微小電路可在纖維的側面露出,除了纖維的先端之外,纖維側面亦可實現機能化。再者,為了以高靈敏度、選擇性的檢測汗液中的重要生物健康因子,例如電解質的鈉或是代謝物的尿酸等物質,東北大學也開發了新的表面化學修飾方法,透過合成鈉離子載體等新型感測膜,並將其附著於露出纖維側面的電極上,進而實現生物感測機能。

若將具有各項機能的新材料應用於貼身衣物,與身體密切接觸,即能以自然的方式檢測汗液中的生物健康因子,且透過相關數據的收集、分析,將可望自行管理身心健康狀態並追踪潛在疾病。今後研究團隊將進一步著手開發可同時測量腦電波或心跳的多功能纖維織物,並製作傳輸、處理資訊的軟性電路,透過各項技術的結合,期實現可掌握人體身心健康狀態的「智慧衣物」開發。


資料來源: https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20230116_01web_sweat.pdf
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