张学记团队Nano Lett.：生物仿生Janus纺织品用于生物流体监测

通讯作者：许太林；张学记

通讯单位：深圳大学

能够进行生物流体监测的功能化纺织品有利于提高穿着者的湿热舒适度和医疗保健性能。

在此，受荷叶的Janus润湿性的启发，深圳大学张学记科研团队提出了一种基于天然丝绸材料的皮肤舒适的Janus电子纺织品(e-textile)，用于管理和分析生物流体。相关工作以“Biospired Janus Silk E‑Textiles with Wet-Thermal Comfort for Highly Efficient Biofluid Monitoring”为题发表在Nano Letters上。

图1. 用于单向生物流体管理和监测的Janus丝绸电子纺织品的设计。

要点1. 丝绸织物(WCA为0°)依次经过疏水溶液的化学浴和单面等离子体处理产生一面疏水-另外一面亲水的纺织品基材。这种Janus润湿性模仿荷叶的不对称结构，它在疏水侧保持干燥，在亲水侧保持湿润。丝基电极是通过在六氟异丙醇(HFIP)稳定脱胶丝纱上加入导电碳涂料来实现。然后被选择性地编织到上述Janus丝基板的亲水侧作为生物流体传感电极，并连接到印刷电路板，用于数据记录、处理和传输。

要点2. 导电丝纱Janus丝基材和丝线电极的协同作用不仅可以单向去除皮肤中过多的生物体液，从而创造舒适的表皮微气候(消除潮湿和粘性环境，调节体温等)，而且还有助于多重生物体液。与传统织物材料相比，具有更小体积(~5 μL)和更快(2-3 分钟)响应的分析。

要点3. 这项工作利用生物质衍生元素弥合了生理舒适度和传感技术之间的差距，提出了一种用于湿热管理和健康监测的新型智能纺织品。

图2. Janus丝生物支持的单向吸湿现象和机制。

图3. Janus丝绸服装体感器的佩戴特征。

图4. Janus丝绸电子纺织品在个性化汗液管理和监测方面的身体评估。

链接：

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03426

张学记, 男，博士，特聘教授。深圳大学党委常委，副校长，北京科技大学学术委员会副主任,北京精准医疗与健康研究院执行院长，中国生物检测监测产业技术创新战略联盟理事长、美国医学与生物工程院院士，英国皇家化学学会会士，俄罗斯工程院外籍院士、中组部国家人才评审巡察小组组长。

1989年本科毕业于武汉大学化学系，1994年于武汉大学获博士学位。1995-1999年分别为斯洛文尼亚国立化学研究所、瑞士联邦理工学院(ETH)化学传感器中心、美国新墨西哥州立大学化学系博士后。1999年起，历任(美国)世界精密仪器公司研究员、化学部部长、副总、首席科学家、高级副总裁。现任《American Journal of Biomedical Sciences》主编，《Frontiers in Bioscience》副主编，《Archives of Medical Science》副主编及《Nature Reviews, Clinical Oncology(Chinese Edition)》，《Sensors》等21个国际期刊编委。国家重大研究项目首席科学家，国家重点研发专项首席科学家，国家重大研究计划指导专家。中央组织部咨询委员会委员，中国国家自然科学基金委化学部咨询委员会委员，评委，科技部，教育部，国防科工委评委，中国国家自然科学奖评委，中国生物化学与分子生物学学会临床应用生物化学与分子生物学分会理事，中国自由基生物学与自由基医学专业委员会委员，生命分析化学国家重点实验室学术委员会委员。近年来，主持或参与美国NIH、NSF、NASA、国防部，北约，能源部和欧洲宇航局，国家重大项目，国家重点研发计划，国家重大仪器研发专项，中国自然科学基金等研究课题多项。已在国际一流刊物Chemical Reviews，Nature子刊，J. Am. Chem. Soc.，Advanced Materials，Nano Letters，ACS Nano，Chem.Sci.，Anal. Chem等发表论文400余篇，引用10000多次，专利80项，已有30余项技术产业化，在全球100多个国家得到广泛应用。分别在Elsevier、Springer、科学出版社出版中英文专著7部。多次担任国际学术会议学术委员会委员、大会主席，分会主席，在国际学术会议作大会报告或专题学术报告100多次。2018年获国家教育部自然科学奖, 2017年获首届全国创新争先奖，获首都劳动奖章，北京优秀共产党员；2016年获中国杰出工程师奖；2015年当选科学中国人年度人物。2012年经中央提名(全国2名)，当选中共十八大党代表。