耐湿、可拉伸的水凝胶氧气传感器，用于可穿戴健康和环境监测

（a）多孔Ecoflex弹性体膜的制造过程示意图，以及弹性体膜封装水凝胶传感器的组装过程示意图；（b）多孔弹性体膜照片和膜上微孔的光学显微图像；（c、d）多孔膜的气体（蒸汽）渗透性和防水性；（e~g）可拉伸、透氧和耐水性赋予传感器各种应用场景，如监测经皮氧分压、呼吸状态和水下溶解氧。

a）水凝胶氧气传感器黏附于手腕上的照片和热成像图，监测通过加热片加热前后的经皮氧分压；（b）经皮氧分压测量过程中传感器的电流变化。

（e）左图：嵌入柔性氧气传感器并将信号无线传输到手机的智能口罩示意图；右图：志愿者戴着智能口罩监测呼吸。（f~j）通过氧气检测和报警系统实时监测环境氧气浓度，并在智能手机和计算机上显示。

研究人员通过实验结果表明，这种弹性体薄膜的透氧性和耐水性主要取决于其厚度。坚实而厚的弹性体层降低了氧气的穿透效率，从而延长了器件的寿命，适用于高浓度检测。

此外，研究人员通过盐模板法设计了一种多孔弹性体薄膜，所得到的152 μm厚多孔弹性体薄膜封装的水凝胶基器件，同时展现了卓越的耐湿性和传感性能，包括高灵敏度（0.355%/ppm）、低检测限（ppm级）、大检测范围（从5 ppm到90%氧气）、优异的重复性、选择性以及长期稳定性。此外，通过调节弹性体薄膜的厚度和结构，这款器件可以监测不同的氧气浓度范围。

最后，研究人员展示了这款氧气传感器及相应自主设计的无线氧气监测系统，及其在各种应用场景中的使用，包括人体皮肤表面的无创tcPO2检测、呼吸监测、大气含氧量和水中溶解氧的评估。总体来说，这项研究成果为制造具有广泛适应性的可穿戴电子产品提供了一种很有前景的策略。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202308280