采用紡織材料制成可穿戴設備不僅具有良好的靈活性，而且還有良好的穿戴適應性和方便洗滌的優點，在生理健康監測和運動監測領域尤其受到關注。

在我們的一呼一吸中，存在著大量的水蒸汽，影響著嘴和鼻子周圍的相對濕度。當呼氣時，口鼻周圍的環境濕度升高，水分子與纖維結合，纖維介電常數低，水的介電常數很高，纖維層的整體介電常數將增加，電容值增加，反之則減少。檢測到相應的電容信號變化，就可以監測到人體的呼吸頻率，甚至是咳嗽、哮喘、呼吸驟停等癥狀。于是，廈門大學劉向陽團隊利用這個原理開啟了一項可以用于監測呼吸的智能可穿戴紡織品的相關研究。

研究人員首先搭建了傳感器的模型，并結合現有紡紗工藝進行了工藝設計。首先采用紗線對導線進行第一次均勻的包覆，然后再合并另一根導線進行第二次包覆，這樣就形成了一個類似電容器的裝置，當包裹導線的紗線吸濕后，兩根導線之間的介電常數就會發生變化，從而引起電容值的變化，檢測電容值的變化即可檢測呼吸情況的變化。

然后研究人員選擇了Coolmax、Pentas、Cleancool以及聚酰亞胺四種纖維作為樣品，進行包覆紗線的各項性能測試。

經過測試，四種纖維的導濕性能如下圖所示：

注：由于聚酰亞胺與聚酯一樣沒有親水基團，纖維截面也類似，故測試中選擇聚酯代替了聚酰亞胺。

從圖中可以明顯看出在四種纖維中，Cleancool的導濕性能最好。

但是監測呼吸情況，不僅需要快速吸濕，還需要快速放濕以及一系列其他反應。研究人員進行更加系統的測試，以檢測不同纖維用于柔性傳感器時的各項性能表現。

最后，研究人員根據柔性傳感器的反應變化和呼吸監測需求，以口罩為載體設計了傳感模型，獲得了良好的監測效果。

相關研究成果以“Full‐Textile Wireless Flexible Humidity Sensor for Human Physiological Monitoring”為題在期刊Advanced Functional Materials上。論文的第一作者為博士生馬麗蕓，通訊作者為汪軍、林乃波和劉向陽。

該研究成果的優勢在于，選用了目前應用非常成熟的纖維材質和紡紗工藝，這為這種智能穿戴設備的量化生產提供了可能。而采用口罩的形式制作該智能穿戴設備，非常有利于日常化的監測使用。在病情的日常化監測中，不需要借助笨重的監測設備，還可以實時收集監測數據，作為判斷病情的重要參考，甚至還可以將監測數據傳輸出來實現遠程診斷。因此，該研究成果對于推進智能大健康的生活方式具有非常重要的意義和價值。

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