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智慧穿戴裝置在健康領域應用廣泛，纖維感測器具有高柔性和易編織等特點，有望與可穿戴技術結合開發智慧織物，實現可穿戴裝置的柔性化、舒適化、便攜化。然而，纖維材料/器件具有尺寸小、表面彎曲等特點，如何有效地在其表面負載功能材料一直是高效能纖維器件發展中面臨的重要問題。
近期，東華大學朱美芳院士、潘紹武研究員與復旦大學彭慧勝院士等，透過纖維表面原位反應錨定力敏材料，構建高效能纖維應變感測器。原位反應制備的力敏材料與纖維基底形成強介面，且具有高的力敏感特性，從而大幅提升應變感測器的綜合性能。纖維應變感測器具有433.6的靈敏係數、0.05%的低應變檢測限和100%應變檢測範圍，實現生理訊號的即時監測，在智慧醫療領域展現出良好的應用前景。
與傳統纖維應變感測器採用共混複合或表面物理負載製備策略不同，該工作透過水解縮合反應，將導電敏感層錨定在彈性纖維表面；這種錨定的敏感層與纖維基底形成強介面結合，且具有高力敏感特性，從而確保感測器具有高靈敏度和優異的迴圈穩定性。
纖維應變感測器的結構和機理
脈搏波訊號是人體重要的生理訊號，其中包含心率、血壓、血管老化等多種健康資訊。脈搏測量是一種無創評估心臟健康的方法。例如，臂-踝脈搏波速度（baPWV）可用於評估動脈硬化程度。該工作採用高靈敏度的纖維應變感測器可持續地測量人體手腕橈動脈波形，能清晰地分辨橈動脈脈搏波的衝擊波（P波）、潮汐波（T波）和舒張波（D波）特徵訊號。透過兩個纖維感測器分別同時記錄臂動脈和踝動脈波形，可計算得到baPWV值，與商業醫療裝置測量值具有良好的一致性。
纖維應變感測器測量人體脈搏波訊號
得益於纖維感測器具有高柔性、微型化等特點，可將其編織到衣物中。透過偵測呼吸過程中腹部形變引起感測訊號的變化，結合無線資料傳輸與處理分析等技術，實現對人體呼吸狀態的即時無線監測。當佩戴者呼吸處於正常平穩狀態時，使用者手機終端會顯示為正常資訊。然而，當呼吸狀態異常時，感測訊號的幅度下降並降至閾值以下，手機終端則顯示非正常狀態，並觸發警報以尋求進一步的醫療護理，這種技術有望應用於可穿戴智慧醫療領域。
基於纖維應變感測器的可穿戴健康監測
該工作以 “In-situ forming ultra-mechanically sensitive materials for high-sensitivity stretchable fiber strain sensors” 為題發表於《國家科學評論》（National Science Review，NSR）。東華大學材料科學與工程學院博士研究生餘柔會為論文第一作者，東華大學朱美芳院士、潘紹武研究員，復旦大學彭慧勝院士為論文共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金等專案的支援。
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