体温是人体健康的一个重要指标，人体对体温的正常调节可因各种疾病而受损，从而导致体温变化。及时检测体温，对于预防某些疾病有重要的意义。11月15日记者了解到，日前，西安工程大学樊威教授团队联合英国曼彻斯特大学李翼教授团队，研制出了一种特殊的温敏纤维，与商业棉纱编织成温敏织物，制成衣服，穿在身上可以全天候不间断实时监测人体体温，变成“行走的体温计”。

特殊温敏纤维可制成衣物 实时对体温进行监测

“传统的水银体温计和电子体温计由于其刚性，无法持续且快速地对人体体温进行监测。因此，我们希望制备一款可以长期、快速且准确地监测人体体温的柔性温度传感器。”樊威说。

研发团队将湿法纺丝技术与浸渍技术相结合，通过一步法制备了一种皮芯结构的聚氨酯/石墨烯封装的温敏纤维。该纤维在30℃到50℃的温度传感范围内具有较高的灵敏度、良好的温度分辨率以及快速的测温时间。这款纤维可与纱线编织成温敏织物，在日常活动中不间断地实时监测人体体温。“简单来说，你的衣服就是你的体温计。”樊威说。

“正常人的腋窝温度为36.2℃−37.2℃。体温超过41℃或低于25℃，可能会对身体系统的功能、特别是神经系统产生严重影响，甚至可能威胁生命。人体对体温的正常调节可因各种疾病而受损，从而导致体温变化。因此，密切监测体温并关注体温变化可以帮助诊断和预防某些疾病。”樊威说，用于检测腋下温度的传统水银体温计与医用电子体温计一般需要长时间的测量，且不能长期持续对体温进行测量。而目前大部分柔性的温度传感器都是在不透水、不透气的薄膜衬底上制备的，长时间贴附在人体皮肤表面，也会使得舒适性大大降低，甚至引起皮肤炎症。

樊威说：“我们设计的这款纤维基的温度传感器，具有良好的柔韧性、透气性、耐磨性以及与织物的良好相容性，所以舒适性也大大提高了。”

如何实现全天候 实时监测人体体温？

新研制的柔性材料是如何实现全天候实时监测人体体温的呢？樊威说，实现体温的监测主要依靠的是中间的聚（3，4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）半导体纤维，它被证明是一种极佳的温度敏感材料。

研发团队制备的温敏纤维，对温度有良好的响应且呈负温度系数。此外，研发团队还对温敏纤维的一些性能做了测试，证明其可以满足编织成织物的要求。将其与任何商用纱线如棉纱线、涤纶纱线等编织成了一块温敏织物，并测试了织物的透气性、透湿性和悬垂性。测试证明这款纤维及其织物具有良好的性能，完全可以做成衣服或其他纺织品。

“将该纤维作为温度传感器的温度感知元件与蓝牙模块连接起来，编织进衣物中便可以实时监测人体温度并通过蓝牙传输到手机端。此外，其还可以与智能无线电子相结合，适应于在不同时间、不同地点智慧互联智能监测的需求。”樊威说，虽然听起来比较高大上，但是将其做成衣物的成本并不高，“我们估算其成本大约与一根电子温度计的成本相近，可以被大众接受。”

只需要17秒 就可以测得腋窝温度

“行走的温度计”测量精度和速度如何呢？樊威说，这款温敏纤维的测温速度很快，从实验数据来看，只需要17秒就可以测得腋窝温度，远远快于目前市面上售卖的腋下式体温计。此外，测量精度可以精确到0.1℃，满足测量人体温度微小变化的要求。此次研发的聚合物基半导体纤维温度传感器具有良好的柔韧性和防水性能，可以贴身穿着，也可以用于人体在水中活动时的温度监测，该纤维还可以重复使用，大大降低了成本。

樊威表示，团队在研发中不断突破难题。“我们中心层的PEDOT:PSS纤维虽然具有良好的温敏效果，但是其受湿度的影响很大，因此在人体出汗后容易导致测量不准确的问题。于是我们在研发过程中想到了用聚氨酯这种防水材料来包覆PEDOT:PSS纤维，这样就解决了其受湿度影响的问题。但是在包覆后，我们发现聚氨酯的导热性较差，这样还是会导致测量的准确性大大降低。为此，我们将具有良好导热性能和负温度系数的石墨烯添加到聚氨酯纺丝液中，制成了最终这种复合温敏纤维。”樊威说。

据了解，这款材料可以应用于医疗领域，可助力智慧医疗迈向大数据分析、长期性、非接触式和远程可视化的发展阶段。

文/关颖

编辑/倪家宁