一种隐汗显汗的长时间连续检测分析的柔性传感器

本发明涉及人体汗液监测与分析领域，具体涉及一种隐汗显汗的长时间连续检测分析的柔性传感器。

背景技术：

1、出汗是人体散热进行自我温度调节的重要方式，其出汗方式有两种，即显性出汗和隐性出汗，分别以液态和气态形式存在。

2、当人体受到强烈的外界刺激时，例如热量、精神刺激、剧烈运动以及化学刺激等，为了调节身体的热平衡，皮肤内的汗腺开始主动活动，此时皮肤表面出现了可感知的或者说可视化的液滴，称之为显性出汗，简称“显汗”。其中含有0.2％-1％的溶质(各种离子、氨基酸、激素、蛋白质、多肽等分泌物)，以此来反映身体的一些健康状态(电解质失衡程度、乳酸指数)或疾病(糖尿病、囊性纤维病)。

3、在皮肤的表皮中，存在着水分梯度，角质层的含水量比更深的真皮层含水量要低。由于这种梯度，人体皮肤中的水分在全身无时无刻地从内层向角质层被动扩散。绝大部分水分从皮肤表面蒸发，只有小部分水分保留在角质层中维持正常的水合作用，称之为隐性汗液，简称“隐汗”。情绪、饮食、刺激和一些皮肤病都会引起隐汗的变化。

4、目前市面上大多数监测产品价格昂贵体积较大并且不具备连续监测的特性或者不兼备隐汗和显汗一起监测的功能，本发明单个成本价格便宜，器件整体轻巧便于携带，其贴附在皮肤表面几乎感觉不到重量。其无线蓝牙模块具备数据的实时传输功能实现连续的监测，外接大容量电池实现器件的长时间运行。

技术实现思路

1、本发明所要解决的是技术问题是提供一种低成本隐性汗液的长时间连续监测和显性汗液的液量与物质浓度分析的传感器及其制备方法，该传感器采用层状层状复合自组装结构，具备多功能同时监测复合分析。

2、本发明提供一种隐液检测显液分析的长时间连续检测的柔性传感器，传感器在多层多电极体系，分别为双面底胶、隐汗传感器、纸基传感器、刻度胶、干燥背夹的复合结构外接无线蓝牙模块，其可以贴合在人体皮肤上对人体出汗前后进行监测与分析功能，传感器整体轻便贴合皮肤无负担。

3、优选的，底胶采用可以进行双面粘附的胶并且激光切割出孔洞，孔洞便于隐性汗液和显性汗液通过并此位置进行相关的检测，刻度胶采用彩色打印机在透明不干胶上进行图案或者刻度打印，并在其表面通过热塑封机覆盖薄膜保护，激光切割机切割特定形状并带有孔洞。

4、优选的，mxene做为新兴的二维碳化物具备优异的电学性能，聚丙烯酸钠(paas)具备吸湿膨胀的特性，抗坏血酸钠(naasc)和抗坏血酸具备抗氧化的功能，将这些材料以一定比例混合超声处理得到具备抗氧化高性能的mxene/paas/naasc溶液。

5、优选的，将滤纸、层析纸、纤维素膜、pvdf膜中的一种将a4大小的纸放入喷墨打印机中，其中墨盒内分别放置银纳米片溶液、多壁碳纳米管溶液、mxene/paas/naasc溶液，纸基进行不同区域与反正面进行对应的打印制备，打印完成放入激光切割机中进行切割，对其上下表面不同的区域连接好导线，在圆片处滴加葡萄糖氧化酶或者纳米酶。

6、优选的，背夹采用透明ab硅胶1：1混合真空条件下抽处多余气泡，倒入3d打印好的模具中干燥箱固化得到类似瓶盖的形状，固化后在其内部放置有一定量的干燥剂颗粒，并在其环形盖口处通过双面胶、半透膜、双面胶结构进行封装处理。

7、优选的，通过与柔性的pcb模块连接，实现了数据的原位采集和无线wifi方式传输数据。通过自组装结构的器件和柔性无线模块，有效提高所述传感器的耐久性，并且大容量的电池可以实现长时间的连续监测，另一方面所述湿度传感器通过柔性无线模块建立的wifi网络实现多通道的无线数据传输和远程监测。

技术特征：

1.一种隐汗显汗的长时间连续检测分析的柔性传感器，其特征在于：所述传感器在纸基上具备隐性汗液监测与显性汗液分析的功能，干燥背夹结构的设计可以防止外界的干扰与内部湿度的积累，墨水喷墨打印的方法使其反应物分布更加均匀，柔性材料的选择可以使其更舒适的贴合在皮肤上，蓝牙无线模块的设计保证数据的传输让人体可以更自由的活动。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器具备对隐性汗液的监测，可以监测到人体的体热、皮肤屏障、情绪、食物刺激、外界冷热刺激等生理变化。

3.根据权利要求2所述的隐汗传感器，其传感层通过复合抗氧化材料和吸湿性材料来分别提高传感器保存时间与提高性能。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器具备对显性汗液的液量监测与汗液中物质含量浓度的分析功能，其通过与物质的化学反应变化产生的电阻变化来分析相应的物质浓度。

5.根据要求1所述的传感器，其特征在于：所述传感器其上的背夹结构内部具有干燥吸湿性物质，可以防止内部水分持续积累同时避免外界环境的干扰，同时封口的三明治结构可以避免汗液的进入与里面颗粒的漏出。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：采用喷墨打印装载不同材料的墨水在纸基的上下表面构建传感层，实现在同一基底上达到不同功能的监测与分析。

7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述的传感器外接无线模块，无线模块通过导线与湿度传感器的感应端上的导电电极连接，无线模块包括物联网主控芯片、数模转换芯片和阻式分压电路，导电电极所传输的电信号通过阻式分压电路传输至数模转换芯片，并经过转换后发送至物联网主控芯片以进行上传；且一个无线模块可以同时连接多个传感器的感应端。

技术总结
本发明涉及一种隐汗显汗的长时间连续检测分析的柔性传感器，所述传感器通过多层自组装结构外接无线蓝牙模块，利用喷墨打印技术在纸基的正反面以及不同区域通过不同的溶液实现不同的功能，背夹结构的添加保证了内部的稳定性与抗外界干扰的功能。通过对隐性汗液和显性汗液产生对应的电阻信号变化来分析人体的生理状态。器件整体小而轻，蓝牙模块连接大容量电池可以实现数据的长时间实时传输。本发明实现了隐性汗液的长时间连续监测、显性汗液的分析功能，具备广泛的应用前景。

技术研发人员：陈尚达,李孝峰,王秀锋,杨汉林
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15