基于湿度响应纤维的锌空气电池流体传感器

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Fluid Sensor Based on Humidity- Responsive Fiber Zinc–Air Battery

非侵入式流体传感与可穿戴锌空气电池研究，通过高保水率（94.2%）和强机械性能（16.1 kPa/541% elongation）的共晶凝胶电解质，实现湿度响应和液体监测功能，并成功集成于尿布和微型智能手表中。

　　

流体传感技术可以实现无创测量，并提供连续、实时的生理信息，在精准医疗领域具有巨大潜力。然而，开发高效、灵敏、便捷的流体传感器已成为当前的研究重点。本研究介绍了一种独特的可穿戴纤维锌-空气电池（ZAB），该电池具备湿度响应和液体监测功能。该电池采用共晶凝胶聚合物作为电解质，同时作为湿度响应和液体监测的感应元件。此外，这种凝胶电解质在干燥环境中具有高达94.2%的保水率，表现出优异的机械强度：断裂强度为16.1 kPa，断裂伸长率为541%。电池的结构柔韧性使其能够承受复杂的变形，而共晶凝胶电解质的良好贴合性能也保证了其出色的耐用性。令人惊讶的是，这种纤维锌-空气电池可以成功编织到织物中，为小型数字手表提供稳定的电源；同时，该电池还能检测尿布中的尿液量。这项研究为可穿戴生理监测技术提供了新的思路。