基于混合电子/离子导体的无膜可穿戴汗液电解质传感器（英文）

作者：唐旖天; 钟丽杰^*; 张依容; 莫小程; 包宇; 马英明; 王伟; 韩冬雪; 甘世宇^*; 牛利^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(24): 3181-3191.

利用可穿戴传感器对汗液电解质进行无创的实时监测可获得大量与健康相关的生理学信息.目前,可穿戴汗液传感器其电解质传感单元主要是基于固态离子选择电极(SC-ISEs).SC-ISEs包含2个功能传感层,即用于离子识别的离子选择性膜层(ISM)和信号转换的离子-电子转导层.然而,两层之间的水层效应、ISM层离子载体的生物毒性以及昂贵的成本导致SC-ISEs难以实际应用于可穿戴传感领域.本质上,这些挑战都源于ISM.基于此,本文提出了基于钨青铜混合电子/离子导体的无膜(ISM-free)离子传感器.该材料作为双功能传感层,无需传统的ISM,通过晶格实现离子识别,同时W6+/5+氧化还原中心实现离子-电子的转导.相比于传统的离子载体,钨青铜表现出更为优异的性能.基于钨青铜构建的可穿戴离子传感器,实现了人体汗液NH4+和pH的监测.该工作提出了无膜固态离子传感的概念,强调了开发下一代无ISM可穿戴离子传感器的重要性.

• 单位
  中山大学