武漢紡織大學(xué)教授王棟課題組開發(fā)了一種全纖維集成熱電驅(qū)動(dòng)生理信號(hào)監(jiān)測(cè)器件。日前，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)纖維材料》上。

全纖維集成熱電驅(qū)動(dòng)生理信號(hào)監(jiān)測(cè)器件組成、結(jié)構(gòu)和電路圖

隨著可穿戴健康設(shè)備的飛速發(fā)展，纖維基自供能傳感器件因其突出的續(xù)航能力和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力引起人們廣泛關(guān)注。其中熱電織物可利用人體與環(huán)境之間的溫度梯度將人體廢熱轉(zhuǎn)化為綠色能源，已成為自供能傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而目前已報(bào)道的熱電供能器件多需與電壓放大器、集成電路等異質(zhì)組件協(xié)同工作，影響了其舒適性和應(yīng)用前景。

全纖維集成熱電驅(qū)動(dòng)生理信號(hào)監(jiān)測(cè)器件包含熱電織物和纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管，均由同一種質(zhì)輕、耐磨、抗汗和高電導(dǎo)率的復(fù)合紗線組成。當(dāng)人體與環(huán)境溫差為2.2 K時(shí)，熱電織物可有效驅(qū)動(dòng)葡萄糖傳感器工作，實(shí)現(xiàn)寬傳感區(qū)間、優(yōu)異的抗干擾性和可靠的重復(fù)性，為大面積集成均質(zhì)化自供電生化傳感織物提供了新的研究思路。

本研究首次利用在人體與外界環(huán)境間較小的溫度梯度下（2.2K），僅通過(guò)改變柵極-熱電織物熱電單元的串聯(lián)個(gè)數(shù)及接入方向成功驅(qū)動(dòng)纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管工作。

該團(tuán)隊(duì)率先采用一體化織造技術(shù)制備出全纖維集成熱電驅(qū)動(dòng)生理信號(hào)監(jiān)測(cè)器件，其透氣率高達(dá)300.29 mm/s，為構(gòu)筑柔軟舒適的可穿戴自供能傳感器提供了新思路。

據(jù)悉，武漢紡織大學(xué)與澳大利亞迪肯大學(xué)聯(lián)培博士研究生卿星為論文第一作者，武漢紡織大學(xué)碩士研究生陳慧君為本文共同第一作者，武漢紡織大學(xué)教授王棟、李沐芳為共同通訊作者。

審核編輯：劉清