人體排出的汗水可用於判斷人的健康情況,因此醫療健身領域研究人員一直設法找出更有效監測汗水的方法。荷蘭Eindhoven科技大學研究團隊已從植物蒸散作用找到靈感,開發出極省電的穿戴式汗水傳感器,可持續收集汗水以研判佩戴者的健康情況。
據ENGINEERING.com報導,汗水中的乳酸可用於判斷人在運動時肌肉的緊張程度,汗水酸度可判斷是否感染皮膚病,汗水鹽度則能用來診斷囊腫纖化症(cystic fibrosis)。但若想持續監測汗水,就需要身體不斷排汗。
理想情況下,汗水傳感器最好沒有活動零件或電力來源,以免在監控過程中破損而對佩戴者造成傷害。Eindhoven科技大學Jaap den Toonder教授和博士生Chuan Nie已利用植物蒸散作用原理,開發出可行的解決方案。
植物中的木質部(Xylem)能透過蒸散拉力(transpirational pull)將水從根部輸送到樹芽和葉子,在為植物補充水份同時還能輸送水溶性營養素。蒸散作用會產生必要的壓力差,將水份透過毛細作用(capillary action)從木質部輸送到植物上部。
Eindhoven研究團隊的設計採用類似的微通道,借毛細作用引導汗水通過傳感器。傳感器會用吸收紙收集皮膚上的汗水,檢測完後再從類似植物葉子表皮氣孔的多孔結構將汗水蒸發掉。
該團隊是利用雷射微加工技術在3層PET上建立上述結構。原型裝置中的嵌入式傳感器會透過電化學方式監測pH值,將來也能針對不同用途改用各種傳感器以測量汗水中的其他成分。
雖然原型汗水傳感器仍須使用電力,但拜模仿植物蒸散作用的液體流動機制之賜,比之前的穿戴式汗水傳感器更加省電。而這種設計不過是眾多受自然界啟發的科技之一,也再度證明工程創新往往可從大自然中取經。
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