近日，材料科學與工程學院王秀鋒教授課題組在可穿戴汗液微流控器件領域取得了新進展。相關研究成果以《一種專為長期貼合出汗皮膚設計的抗菌透汗貼片》(Sweat-Permeable, Microbiota-Preserving, Mechanically Antibacterial Patch for Long-Term Interfacing with Perspiring Skin)為題，發表在國際著名學術期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.202416129)。

我校碩士研究生吳宇佼和李鑫宇為該論文第一作者，王秀鋒教授和唐楷為博士為共同通訊作者，南方醫科大學彭峰教授等為參與作者，我校為第一完成單位和唯一通訊單位。該研究工作得到了國家自然科學基金和湖南省自然科學基金等項目的資助。

人體汗液的分泌受個體生理和心理狀態波動而表現出不穩定、間歇甚至難以預測的特性。汗液大量分泌不僅會促進體表細菌的生長與繁殖，引發體表不適，還可能擾亂體內的水分及電解質平衡。這給可穿戴技術在長期健康監測中的應用帶來了諸多挑戰，包括增加皮膚細菌感染風險、減弱器件與皮膚間的粘附性能，甚至影響監測信號的準確性。

Janus貼片的排汗、透氣與抗菌特性

基于此，該課題組制備了一種兼具高透汗率和優異抗菌性能的貼片。該貼片將原位生長的鋅鋁層狀雙氫氧化物納米片和獨特的Janus不對稱潤濕性結構精妙融合。前者借助納米片的邊緣效應，實現了高效物理殺菌；后者則通過液體定向傳輸特性，提升了體表的排汗與透氣性。它能夠與紙基微流控傳感器(μPADs)等無縫集成，在維護皮膚表面微菌群平衡的同時，確保體表汗液的穩定監測。這項工作為開發長時間貼合于體表的傳感器件提供了新思路。

近期，該課題組在特殊潤濕性表面及其可穿戴器件領域完成了一系列具有特色的工作，包括開發了熱反饋個性化水合管理(Lab Chip2024, 24:356)、雙流體微流控(Adv. Sci., 2024, 11:2306023)、隱汗監測(ACS nano2023, 17:5588)等新技術，建立了可穿戴相關理論(Int. J. Solids Struct.2024, 292:112714、Extreme Mech. Lett.2023, 63:102046)，并提出了汗液微流控閉環系統在時間采樣和自反饋方面的潛在策略(NPJFlex. Electron.2023, 7:43)。