利用汗液來監控健康的可穿戴設備

　　汗液雖然不大好聞，但是它包含了重要的生物成分，可以告訴我們生理狀況。不過，在劇烈的運動過程中，過量出汗可能致命。例如，中東的士兵在炎熱的天氣下從事繁重的勞動，脫水的風險非常大。

　　為了避免危險的脫水，CFD 研究公司的Sergio Omar Garcia以及新墨西哥大學的合作者設計出一種貼片傳感器，可檢測士兵在訓練過程中的乳酸水平，以確定他們的應力極限，防止受傷。

　　在劇烈運動時，血液不能足夠快地向肌肉供應氧氣，滿足肌肉收縮的高能量需求。一旦可用的氧氣耗盡，鍛煉的肌肉就切換到乳酸發酵，這是一個不依賴氧的能量產生過程。乳酸開始在肌肉中積累，引起疼痛的感覺。這種乳酸也通過汗液排出。乳酸水平若高于某個閾值，則可能帶來危險狀況，如肌肉疲勞和脫水。

　　為了測量汗液中的乳酸，Garcia的團隊開發出一種乳酸脫氫酶（LDH）傳感器，他們用特別的墨水在碳納米管電極上“打印”LDH酶。LDH分解汗液中的乳酸并產生電流，這可被電極讀取。研究人員將這種貼片傳感器裝在運動膠布上，以保持它的彈性，并覆蓋醫用紗布，吸收汗液進行測定。

　　研究團隊隨后在碳納米管電極上打印葡萄糖氧化酶（GOx），設計了一種生物電源。GOx消耗空氣中的氧氣，生成過氧化氫，并產生電流。研究人員將這種生物燃料電源與LDH生物傳感器相組合，產生了完全由汗液供電的裝置。這個裝置不足8克，可持續使用100分鐘，只有在穿戴者出汗時才運行。

　　到目前為止，研究團隊已經在人工汗液中檢驗了此設備，其中貼片傳感器特異檢測乳酸濃度。“我們沒有預想到，它會像標準的生物燃料電池一樣起作用，”Garcia談道。“這無疑是一個驚喜，它很小巧，也便攜。”

　　他們下一步計劃在人們身上檢驗這一裝置，看看在生物燃料電池停止工作之前，它能夠運行多久。Novel Devices Laboratory的Jason Heikenfeld認為，體內試驗出處充滿挑戰。他沒有參與此項研究。“在體內試驗開展之前，我們已經知道汗液中的葡萄糖水平非常低，比生物燃料電池在體外驗證時的水平要低得多，”他說。

　　可穿戴設備是目前的一種流行趨勢。在Technology Review評選出的2016科技創新俊杰中，加州大學伯克利分校的高偉也設計出一款運動時的吸汗帶，可通過汗液來監測健康數據。這種吸汗帶在一塊柔韌的印刷電路板上整合了傳感器、處理器和藍牙通信裝置。當你戴著它的時候，它會將你的汗液成分數據無線傳送到你的手機中。