仿生异质润湿性摩擦电传感器：汗液收集与监测技术的革新

为解决汗液低分泌率与快速蒸发导致的收集检测难题，研究人员开发出基于激光切割和水界面自组装的仿生异质润湿性摩擦电材料(HWTM)。该材料通过润湿梯度与拉普拉斯压力差协同驱动汗液定向富集，信噪比(SNR)达51 dB，并集成离子选择膜构建可穿戴贴片，实现盐离子选择性分析与无线实时监测，为基于流体传输机制的汗液传感器设计提供新范式。

　　

这项突破性研究巧妙融合仿生学与摩擦纳米发电技术(triboelectric nanogenerator, TENG)，通过激光切割构建具有不对称曲率的异质润湿性表面。当汗液接触材料边缘时，润湿性梯度(wettability gradient)与液固界面产生的拉普拉斯压力差(Laplace pressure)形成"流体传送带"效应，使汗滴以每秒3.2微升的速度向检测中心自发输运。这种仿生流体操控策略使分析物浓度提升8.7倍，配合离子选择性膜(ion-selective membrane)可精准检测Na⁺/K⁺浓度变化，检测限达0.21毫摩尔每升。智能贴片内置的蓝牙5.0模块将数据实时传输至移动终端，在马拉松运动员测试中成功捕获运动性低钠血症的早期生物标志物。该技术为个性化医疗(precision medicine)提供了革命性的无创检测方案。