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我国糖尿病人数达13亿湖北神奇衣服

发布时间:2025/5/2 11:53:01   

不需要安装电池,衣服能否穿在身上就可以发电并检测血糖高低?这听起来是一件很不可思议的事情,但在武汉纺织大学,这个设想被成功转化为现实。

近日,武汉纺织大学王栋教授课题组,历时两年研究,首次将热电纤维(电源)和生化传感纤维(传感器)有机结合,借助人体和外界温差发电并成功驱动葡萄糖传感器工作,实现了智能可穿戴柔性织物“一站式”传感服务,有效解决了这一问题。

年全国流行病学调查研究显示,我国糖尿病总患病人数达1.亿,糖尿病患病率达12.8%。糖尿病是长期的慢性疾病,如果糖尿病患者血糖长期控制不佳,容易诱发多种并发症,甚至危及生命。

通过智能可穿戴柔性织物监测人体生理数据,这类研究在社会上已经比较常见。但驱动传感器工作的电源,大多是通过插电源或安装电池提供电能,既影响美观,也不方便携带。于是,研发一种能自身发电的柔性织物材料的设想油然而生。

团队的卿星博士的研究方向是纤维基有机电化学晶体管生化传感器,她提出能否将热电和传感器集成一体,成为突破研究的一个关键节点,团队成员们由此开始进行深入研究。

团队成员想到能否利用人体和外界环境温差,来提供能源发电。虽然人体与环境温差不大,但卿星博士研究的纤维基有机电化学晶体管工作电压低,信号放大效率高,可将微小的生理信号变化转变为明显的电信号变化。

为了验证其准确性,避免个例,课题组又找来10多位学生做试验,将热电和传感器集成一体的柔性织物穿戴在学生手上,结果显示温差一致。“男人、女人,坐着或站着,我们都做了试验,结果与我们判断的一样。”卿星博士说。

(李沐芳教授和卿星博士对学生进行指导)

通过自身温差提供传感器工作所需要的能量,不需要再增加电池等物件,这款耐磨、耐汗的柔性织物随身穿就能有电让传感器工作,在不影响美观的同时,也方便提供持续稳定的电源,实现了柔性供能和柔性传感的有机结合。同时,通过蓝牙系统可以实现人机相连,将人体一些信息传到手机上,进行实时监测,起到健康预警的作用。

武汉纺织大学王栋教授课题组长期致力于先进纤维新材料及其与生物、电子、能源、环境等交叉学科领域的创新研究工作。走进王栋教授的工作室,就仿佛打开了纺织品的“藏宝洞”:一块智能坐垫可以感知显示压力、一双智能鞋垫可以传感记录行走数据、一件智能T恤可以自己判断并调节穿着舒适度。

纺织科技是推动人类文明和社会进步的重要力量。长期以来,武汉纺织大学坚持“一元领先、多元并进、突出特色、协同发展”的学科建设思路,致力于在新材料、电子等学科交叉领域开展创新研究工作,成果瞩目——

王栋教授团队从高分子链结构设计出发,研发出新型具有热湿调控功能的纤维,生产成本低、舒适性好、可穿戴的智能纤维面料,能根据人体微环境的温度和湿度变化,智能调节织物的孔隙率;

省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队受驼峰原理启发,团队反复研究探讨,研发出一种具有仿驼峰结构的布料,解决长期以来个人热防护和热湿舒适管理难以兼容的难题,可应用于消防、电磁防护等多种场景;

学校学生共同设计了一款具有走失、溺水预警系统和溺水保护功能的自闭症儿童智能监护服装,实际解决了弱势儿童在日常生活中的困难问题,受到了自闭症儿童家长的广泛认同;

姜明华教授团队打破瓶颈,将场景信息实时显示在后方平台上,让智慧服装和后台信息可以双向调节,可应用于医疗大健康的智能可穿戴、竞技体育运动员的身体状态监控,以及特殊群体的人体状态监控与预警;

……

在时代的巨浪中,武汉纺织大学奋楫笃行,书写了一个又一个“纺织”的科研传奇。

对于此次的科研成果,李沐芳教授还做了大胆想象,未来人体的其他一些数据,比如血脂、高血压等,都可以通过这款随身穿的柔性织物进行检测。面向未来,武汉纺织大学也将继续深耕科学研究一线,为建设创新型国家贡献“纺大”力量!

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