近十年来，全球对智能类皮肤电子产品产业的研究关注，促进了电子皮肤在人体医疗保健、物联网、人机交互、人工智能和软机器人等多个领域的应用。其中，柔性湿度传感器凭借其对湿度变化快速响应的独特特性，在人体健康监测、非接触式传感等方面发挥着至关重要的作用。然而，大多数现有的湿度传感器佩戴不舒适、制备复杂且成本高昂，同时灵敏度低、响应时间慢，限制了其在连续实时检测人体生理信号和动态湿度测量中的应用。
近日，北京服装学院材料设计与工程学院汪滨副教授、张秀芹教授团队等与首都医科大学附属北京佑安医院刘晓霓研究员合作在期刊《Advanced Fiber Materials》上，发表了最新研究成果“A Biomimetic Asymmetric Structured Intelligent Wound Dressing with Dual-modality Humidity-pressure Sensing for Non-invasive and Real-time Wound Healing Monitoring”。研究者针对以上问题，基于MXene材料和静电纺丝技术，设计制备了具有优异传感性能、透气轻便的多功能柔性湿度传感器，包括具有高灵敏度、压力-湿度双模响应、全天候抗菌等特性的柔性湿度传感器，并对以上器件的湿度传感性能、压力传感性能、抗菌性能、舒适性等进行了系统研究，开发其在呼吸监测、非接触式响应及智能伤口敷料等领域的潜在应用。
利用MXene层间的限域效应，将海藻酸钠（SA）与MXene结合制备湿度敏感的复合纳米颗粒（MXene@SA），再通过静电纺丝技术和丝网印刷技术，以生物可降解聚合物聚乳酸（PLA）纳米纤维膜为基材，制备出电阻式柔性湿度传感器。SA的引入极大地提高了器件的湿度响应性和稳定性。结果表明：该传感器表现出高灵敏度（-99%）、快速响应/恢复时间（0.6 s/1.4 s）和宽检测范围（11% RH~98% RH），并且不受弯曲等形变干扰，具有良好的长期稳定性（4周）。
在上述MXene@SA/PLA电阻式柔性湿度传感器的基础上构建了一种兼具湿度和压力传感功能的三明治结构的智能伤口敷料，用于监测开放性伤口的愈合情况。此敷料表层为锚固了磷酸银（Ag3PO4）纳米颗粒的PLA纳米纤维膜，具有全天候抗菌功能；中间层为由冷冻干燥技术制备的具有疏松多孔结构的壳聚糖（CS）海绵，提供优良的吸收传导液体功能和压缩回弹性；底层为具有湿度响应功能的MXene@SA/PLA纳米纤维膜，能够实时、快速检测伤口湿度变化。同时，此三明治结构敷料还具有电容式压力传感功能，也有利于监测伤口的愈合情况。从而在智能医疗领域显示出广阔的应用前景。
论文链接：
https://doi.org/10.1007/s42765-024-00473-x
人物简介：
第一作者：丁姗姗，北京服装学院材料设计与工程学院2020级硕士研究生，研究方向为功能化纳米纤维材料设计及性能研究。目前在东华大学攻读博士学位。硕士在读期间，发表论文总数6篇，其中SCI收录3篇，EI收录1篇，授权中国发明专利1项。
通讯作者：汪滨，博士，北京服装学院材料设计与工程学院副教授。主要从事静电纺丝技术及功能纳米纤维材料和智能纺织品的应用基础研究。承担国家自然科学基金青年基金项目、北京市自然科学基金-小米创新联合基金项目、北京市优秀人才青年骨干个人项目、北京市属高等学校优秀青年人才培育计划项目及企业项目20余项。以第一作者/通讯作者发表SCI论文28篇（ESI高被引论文1篇），申请/授权中国发明专利15项，出版著作1本。
通讯作者：刘晓霓，研究员，硕士生导师，首都医科大学附属北京佑安医院/北京肝病研究所实验动物平台负责人。主要研究领域为肝病分子机制及靶点发现、抗肿瘤药理以及人源化动物模型构建及应用。曾主持国家、省部级等各级课题10余项，参加过十二五、十三五、国家自然基金重点等多项国家重大课题的申请、实施和结题等具体工作。所主持和参加的课题分别获得各级学术奖项8项，以第一或者通讯作者发表论文60余篇。
