（通讯员：谢宇）随着大数据、物联网以及人工智能交互等信息技术在医疗领域的广泛应用，医工交叉融合发展势不可挡。在生物医学研究中，疾病诊断和及时治疗至关重要。柔性传感器可将外部刺激如形变、温度、湿度、压力等转换为电信号输出，可广泛应用于运动监测、信息传递、医疗监测、人工智能以及军事等领域。因此，研制更加智能化、多元化、微型化且符合大众需求的柔性可穿戴传感器具有重要意义。目前，我院薛龙建课题组（NISE-Lab）在纳米智能材料及柔性可穿戴传感器领域取得系列进展。

1.冷冻打印长程取向结构用于可检测多种应变的柔性可穿戴传感器

      课题组开发了一种冷冻打印技术，该技术可打印内部具有长程取向多孔结构的圆线材料（Round wire with long-range orientated micropores (RW-LOM)），并可通过调节浆液性质对内部形貌进行精细调控。在多孔圆线中复合碳纳米管（CNTs）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）提供导电性、柔韧性和高机械性能，形成柔性可穿戴传感器，实现了对压缩、拉伸、扭转和弯曲的多重应变检测，成功检测手指弯曲、膝盖弯曲、行走/跑步、脉搏和声音，检测的信号稳定性高、灵敏度高，检测范围广。该可穿戴传感器有望应用于语音识别、体育训练和医疗监护等领域。相关研究成果以“Wires with Continuous Sabal Leaf-patterned Micropores Constructed by Freeze Printing for Wearable Sensor Responsible to Multiple Deformations”为题发表在国际期刊Small上（影响因子13.281，JCR一区，中科院TOP期刊）。该文章第一作者为硕士研究生谢宇，通讯作者为薛龙建教授，武汉大学为论文的第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金的支持。

2. 光子晶体的快速自组装用于可温度响应的可穿戴传感器

      通过改进传统的水平沉积法，开发出了一种快速自组装光子晶体的方法。借助疏水PDMS围栏，将挥发过程中固-液-气三相界面的移动方向从自外向内改变成自内向外，避免纳米小球堆积成环形模式，大幅度减小了咖啡环效应。在此基础上制备了一种带有结构色的复合水凝胶。所得复合光子晶体水凝胶具有高度柔性，对外部刺激表现出良好的响应性，同时具有可见颜色变化和电信号变化的双信号输出。这种复合的光子晶体水凝胶可以作为一种多信号器件，在人体运动记录、温度监测以及可穿戴设备等领域具有巨大应用潜力。相关研究成果以“Fast Self-Assembly of Photonic Crystal Hydrogel for Wearable Strain and Temperature Sensor” 为题发表在国际期刊Small Methods上（影响因子14.18，JCR一区）。该文章第一作者为硕士研究生刘海洋，通讯作者为雷祎凤副教授和薛龙建教授，武汉大学为论文的第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目以及广东省基础与应用研究基金项目的支持。

3. 受柚子皮启发，开发了强韧、抗裂纹扩展、高灵敏度、快速响应的复合水凝胶传感器。

      受柚子皮的启发，通过将聚丙烯酰胺(PAM)在脱木质素柚子皮(DPP)的梯度多孔结构中原位聚合制备了柚皮水凝胶(PPH)，形成了一种利用柚子皮开发的梯度模量复合水凝胶传感器，可承受超过500次循环压缩并保持稳定的抗压强度及电信号，同时能够检测冲击力并识别冲击物体的材质。这项工作不但提供了一种强韧、抗裂纹扩展、高灵敏度和快速响应的水凝胶传感器，而且将农业废弃物和食物残渣转化为有价值的功能材料，以实现可持续应用。相关研究成果以“Strong and crack-resistant hydrogel derived from pomelo peel for highly sensitive wearable sensors”为题发表在国际期刊Chemical Engineering Journal上（影响因子13.273，JCR一区，中科院TOP期刊）。该文章第一作者为博士研究生杨柏松，通讯作者为薛龙建教授，武汉大学为论文的第一署名单位。该研究得到了国家重点研发计划项目及国家自然科学基金的支持。

作者简介：

       薛龙建教授是国际仿生工程学会青年委员会委员，中国化学会仿生材料化学专业委员会委员，《Journal of Bionic Engineering》青年编委、《Biomimetics》编委。薛龙建教授课题组（NISE-Lab）主要研究方向包括：仿生黏附材料（材料制备和应用开发）、液固界面相互作用（材料和设备开发）、多孔材料的制备与应用等，近年来的研究工作发表在Materials Today, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Advanced Science, Small, Nature Communications, Small Methods, ACS Applied Materials & Interfaces等杂志上。

原文链接：

1. https://doi.org/10.1002/smll.202201091

2. https://doi.org/10.1002/smtd.202200461

3.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721056680

课题组网站链接：http://niselab.whu.edu.cn/