汗液驅(qū)動(dòng)的可穿戴設(shè)備有望讓持續(xù)、個(gè)性化的健康監(jiān)測(cè)變得像貼創(chuàng)可貼一樣輕松。加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們開(kāi)發(fā)出了一種電子手指套，它可以監(jiān)測(cè)指尖汗液中的重要化學(xué)物質(zhì)水平，例如葡萄糖、維生素甚至藥物，而汗液正是其能量來(lái)源。

該項(xiàng)進(jìn)展由加州大學(xué)圣地亞哥分?；瘜W(xué)與納米工程系教授Joseph Wang的研究小組于9月3日發(fā)表在《自然電子學(xué)》雜志上。

該設(shè)備緊緊包裹在手指上，從一個(gè)意想不到的來(lái)源——指尖的汗液中獲取能量。盡管指尖很小，但卻是人體最活躍的汗腺之一，每個(gè)指尖都擠滿了一千多個(gè)汗腺。即使在休息時(shí)，這些汗腺也能產(chǎn)生比身體其他部位多100到1000倍的汗液。這種自然流汗的持續(xù)細(xì)流，提供了可靠的能量來(lái)源，即使在不活動(dòng)或睡眠期間也能為設(shè)備提供能量。

該設(shè)備由多個(gè)電子元件構(gòu)成，這些電子元件印刷在薄而柔韌、可拉伸的聚合物材料上。其設(shè)計(jì)使其能夠貼合手指，同時(shí)足夠耐用，能夠承受反復(fù)彎曲、拉伸和移動(dòng)?！八谀芰渴占痛鎯?chǔ)元件的出色集成，流體微通道中的多個(gè)生物傳感器以及相應(yīng)的電子控制器，全部位于指尖?！蓖跽f(shuō)。

其運(yùn)行的核心是位于設(shè)備與指尖接觸處的生物燃料電池。這些電池經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)，可有效收集汗液中的化學(xué)物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化為電能。電能儲(chǔ)存在一對(duì)可拉伸的氯化銀鋅電池中，這些電池為一系列傳感器（總共四個(gè)）供電，每個(gè)傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)一種特定的生物標(biāo)志物：葡萄糖、維生素C、乳酸和左旋多巴（一種用于治療帕金森病的藥物）。當(dāng)汗液通過(guò)微小的紙質(zhì)微流體通道輸送到這些傳感器時(shí)，該設(shè)備會(huì)分析生物標(biāo)志物水平，同時(shí)從采集的汗液中獲取所需的能量。一個(gè)小芯片處理來(lái)自傳感器的信號(hào)，并通過(guò)低功耗藍(lán)牙將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)綄ｉT設(shè)計(jì)的智能手機(jī)或筆記本電腦應(yīng)用程序。

“這是一種觸手可及的自動(dòng)健康監(jiān)測(cè)設(shè)備。”這項(xiàng)研究的共同第一作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院王教授研究小組的博士后研究員丁世超（音）說(shuō)道，“佩戴者可以休息或睡覺(jué)，該設(shè)備仍然可以收集能量并跟蹤生物標(biāo)志物水平?！?/p>

在測(cè)試中，受試者全天佩戴該設(shè)備來(lái)追蹤進(jìn)餐時(shí)的血糖水平、伏案工作和運(yùn)動(dòng)時(shí)的乳酸水平、喝橙汁時(shí)的維生素C水平以及食用蠶豆（該化合物的天然來(lái)源）后的左旋多巴水平。

Ding和共同第一作者Tamoghna Saha表示，該設(shè)備可以通過(guò)檢測(cè)不同的生物標(biāo)志物組合來(lái)定制，以滿足個(gè)人健康需求。研究人員正在開(kāi)發(fā)一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物，還可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行治療。例如，在糖尿病的情況下，這種設(shè)備可以持續(xù)監(jiān)測(cè)血糖水平并根據(jù)需要自動(dòng)輸送胰島素，然后通過(guò)進(jìn)一步監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物水平來(lái)評(píng)估治療效果。

丁說(shuō)：“將自主供電、傳感和治療功能集成到一個(gè)設(shè)備中，這是我們的最終目標(biāo)。

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