激光加工的全纸质可穿戴及可生物降解电化学传感器，用于持续检测汗液pH值

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Laser-Processed All-Paper-Based Wearable and Biodegradable Electrochemical Sensor for Continuous Sweat pH Detection

可降解柔性电子传感器基于纤维素纸开发，通过CO2激光蚀刻和层层组装集成电化学传感器与微流控汗液采样模块，实现汗液pH连续监测及肌肉疲劳检测，具有防水、高灵敏度（46.01 mV/pH）和生物降解特性，推动环保可穿戴设备发展。

　　

由于具备柔韧性、贴合皮肤的能力以及持续实时运行的能力，柔性可穿戴电子设备在人类医疗保健领域受到了广泛关注。然而，传统的石油基聚合物可穿戴电子设备缺乏环境可持续性，因为其废弃处理会产生具有重大生态影响的电子垃圾。在此，我们使用典型的纤维素基纸张制造了一种可生物降解且可穿戴的电化学传感器，用于持续监测汗液的pH值。该纸张经过疏水改性，并通过二氧化碳（CO₂）激光进行蚀刻处理，然后通过层层堆叠的方式组装成了全纸质电化学（APEC）传感器。APEC传感器由基于纸张的pH传感器和用于采集汗液的微流控贴片组成。我们制备了以MXene为载体的聚苯胺：聚苯乙烯磺酸盐（PANI:PSS）纳米颗粒来检测H⁺离子，由于引入了PSS，这些纳米颗粒具有水溶性，因此适用于制造纸质传感器。APEC传感器在水和土壤环境中均表现出可生物降解性。其防水特性使得在原位采集汗液样本和进行实时汗液分析时能够可靠运行。这些传感器具有超宽的线性pH检测范围（pH 1.53–13.46），同时具备优异的可逆性和高灵敏度（46.01 mV pH^–1）。实际佩戴测试表明，APEC传感器能够持续检测人体汗液的pH值，并具有检测肌肉疲劳的潜力。APEC传感器的研制和展示有望促进柔性可穿戴电子设备的发展，为可持续的电子未来做出贡献。