可穿戴设备通过对人体参数和生物体液(如唾液、眼泪、汗水和呼吸)进行适形监测，对人体生理和表现进行无创监测，前景广阔，在个性化监测和医疗保健领域引起了极大的兴趣。在这个应用领域中，电化学、微流体，特别是柔韧的表皮电子学的结合为各种应用提供了新的机会和复杂的界面展示。尽管在这一领域取得了相当大的进展，但生理环境和生物/非生物界面的复杂性仍使研究人员面临诸多挑战。塔夫斯大学工程学院的研究人员开发了一种基于生物材料的墨水，这种墨水可以通过改变颜色来对从身体(比如汗液和其他生物体液)或周围环境中释放的化学物质做出反应并进行量化。这些油墨可以以复杂的图案和高分辨率用丝网印刷在纺织品上，如衣服、鞋子，甚至是口罩上，为身体对化学物质的暴露和反应提供详细图案。该项研究成果以“Large-ScalePatterningofReactiveSurfacesforWearableandEnvironmentallyDeployableSensors”为题发表在国际著名期刊Adv.Mater.上。图1-它可以同时检测和量化广泛的生理状况、分子，甚至可能是通过传统的服装和制服来检测和量化身体表面的病原体。用pH敏感生物活性墨水打印的T恤可以提供使用者的pH反应地图。不同的生物活性墨水可以检测到身体或周围环境释放的其他分子。传感服装的组成部分是生物活化的丝质墨水。这些油墨配方中的可溶性丝质底物可以通过嵌入各种“报告”分子来进行修改，这些“报告”分子包括pH敏感指标，或乳酸氧化酶等用于指示汗液中乳酸水平的酶。前者可以作为皮肤健康或脱水的指标，而后者可以表明佩戴者的疲劳程度。由于丝素蛋白的多功能性，可以用化学敏感染料、酶、抗体等活性分子对其进行修饰，从而产生许多其他的油墨衍生物。虽然报告分子本身是不稳定的，但当它们嵌入到油墨配方中的丝素蛋白中时，就会变得耐贮存。该油墨是通过与增稠剂(海藻酸钠)和增塑剂(甘油)结合而配制的，用于丝网印刷应用。可丝网印刷的生物墨水可以像任何为丝网印刷开发的油墨一样使用，因此不仅可以应用在衣服上，还可以应用在木材、塑料和纸张等各种表面上，产生从数百微米到数十米的图案。油墨颜色的变化可以为分析物的存在或不存在提供视觉线索，使用相机成像分析扫描服装或其他材料可以在数量和高分辨率亚毫米地图上收集更精确的信息。图2-不同尺寸保形界面的丝网印刷。a)展示通过丝网印刷制作生物材料油墨和不同类型基质(如纺织品、纸张等)图案的步骤的示意图。b)双绉丝网印花图案的分辨率(即:，范围从1.25毫米到焦距m)。c-e)以色块(c)、围巾(d)和挂毯(e)的形式丝网印刷的感应pH值纺织品的例子。这项技术建立在早期研究的基础上，这些研究人员开发了用于喷墨打印的生物活性丝绸墨水，用于创建培养皿、纸张传感器和可以通过改变颜色显示细菌污染的实验室手套。通过丝网印刷将生物活性墨水集成在一起，为大规模生产反应灵敏、柔软、可穿戴的分布式传感界面开辟了一个前景广阔的方向。基于生物活性生物材料的油墨配方可以以高度可复制的方式打印在各种表面上，包括纸张、聚合物基质或纺织品，覆盖的面积从毫米到几米，分辨率在数百微米，实现了界面的分布式化学绘图。可以用来获取信息来评估佩戴者的状态和/或周围的环境，更好地提高运动性能和/或监视一个人的健康状况。通过选择传感墨水的特定组合，将这些分布式战略扩展到人体之外，还可以为环境监测和多种应用的传感提供新方法，包括空气质量、流行病学或疾病跟踪等。论文链接

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