用于汗液多离子检测的无源无线织物传感器及其在健康监测中的应用

本文设计了一种多通道、无电池的可穿戴织物生化传感器，通过磁场激活将汗液中的Na+、K+、H+浓度变化转化为LC谐振电路频率信号。该传感器采用纺织纤维基底，显著提升穿戴舒适性，为实时体液监测提供了创新解决方案（灵敏度分别达1.485/1.908/3.172 MHz/十倍浓度）。

　　

设计和工作原理

图1a展示了所提出的无源无线织物传感器的应用场景和架构示意图。该织物传感器包含三个检测通道，每个通道将纺织编织的传感纤维与表面贴装LC谐振电路配对。汗液离子成分的检测依赖于通过读取线圈的射频（RF）耦合，利用电磁场相互作用将汗液离子成分的变化转化为可测量的电响应。

结论

本研究提出了一种舒适的无源无线织物传感器，利用电磁耦合实现人体生化参数的连续监测，无需外部电源。通过将新型传感纤维集成到纺织基底中，该设计最大限度地减少了与皮肤的直接接触，从而提高了可穿戴性和用户舒适度。生化信号通过测量磁场内每个传感通道的LC谐振频率来捕获和传输。

伦理批准

研究方案经浙江大学心理学与行为科学系医学伦理委员会批准（批件号：[2023]091），并获得了所有参与者的知情同意。

作者贡献声明

张志泽： 可视化，形式分析。李建峰： 方法论，概念化。黄亮： 方法论，形式分析。徐珍： 形式分析，概念化。张富超： 软件，数据管理。郭发波： 研究，概念化。陈雪银： 方法论，数据管理。明鑫： 写作-审阅编辑，监督，方法论，数据管理。彭宇欣： 写作-审阅编辑，监督，资源，项目管理，资金获取，形式分析。

未引用参考文献

Baker, 2019; Min et al., 2023; Niu and Goto, 2024; Sawka and Montain, 2000; Zhang et al., 2024.

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

竞争利益声明

?? 作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本研究得到国家体育总局科技创新项目（24KJCX074）、国家自然科学基金（No.52475573）、浙江省自然科学基金（No. LTGY23E050002）、浙江省重点研发计划（No. 2024C03259, No. 2023C03196）、中央高校基本科研业务费、国家自然科学基金（52090031和...）的资助。