基于三维多壁碳纳米管-聚二甲基硅氧烷海绵微流控贴片的运动生理多模态监测技术

来自国际前沿的研究团队开发了一种基于三维多壁碳纳米管-聚二甲基硅氧烷（MWCNT-PDMS）海绵微流控技术的可穿戴表皮传感器，实现了运动过程中汗液葡萄糖/乳酸（Glucose/Lactate）的持续电化学监测与心电（ECG）/肌电（EMG）信号的同步采集。该柔性平台突破了传统侵入式监测的局限性，为运动员生理状态评估提供了多维度数据支撑，对优化运动表现具有重要价值。

　　

随着运动科学领域对无创可穿戴技术需求的日益增长，能够同步监测生理生化信号的多模态系统引发广泛关注。本研究提出了一种创新型全柔性表皮贴片，其核心是将三维多壁碳纳米管-聚二甲基硅氧烷（multi-wall carbon nanotube-polydimethylsiloxane, MWCNT-PDMS）海绵电极集成于皮肤共形微流道内。这种海绵结构不仅显著提升了电化学活性表面积，更在形变过程中保持稳定的电学特性，成功实现了对耐力评估关键指标——汗液葡萄糖（glucose）和乳酸（lactate）的灵敏检测，同时兼具采集心电图（electrocardiogram, ECG）和肌电图（electromyogram, EMG）的生物物理传感功能。该三维多孔架构通过室温无缝贴合技术（无需粘合工艺）与硅胶基底结合，确保了使用舒适性与信号可靠性。在运动状态验证中，该系统同步捕获了肌肉活动、心律动态及汗液生物标志物浓度变化。这种多模态平台为建立汗液生物标志物与生理状态之间的关联提供了突破性工具，最终推动真实运动场景中的性能优化研究。