糖尿病患者足部的压力和湿度实时监测对于糖尿病足的预防至关重要。然而现有的柔性可穿戴器件仍面临一些挑战，例如压力-湿度交叉干扰严重、长期稳定性不足、透气透湿性差，难以兼顾穿戴舒适性与多重生理信号的精准解耦。
鉴于此，江南大学纺织科学与工程学院立体编织与智能装备研究室肖学良教授团队通过分区式图形化织物电极设计，将对压力和湿度特应性响应的传感活性材料集成于同一基底，得到了一种全纺织结构压力/湿度双模态传感阵列。通过与印刷电路板电路的进一步集成，开发了一种基于神经网络的糖尿病足预警系统。该系统能够有效区分9种常见步态，并结合湿度基线波动实现对糖尿病足的早期预警。这项工作为通过织物基材实现多信号响应和智能灵活的电子设计提供了新的见解。相关成果以“All-textile sensor array with high-performance, low-crosstalk, bimodal pressure-humidity sensing for early warning of diabetic foot ulcer”为题发表于《Chemical Engineering Journal》，江南大学纺织科学与工程学院肖学良教授为该论文的通讯作者，江南大学硕士研究生陈宇凡为该论文的第一作者。
总结：该研究开发了一种新型的层级结构的织物基压力/湿度多模态传感阵列，在保持穿戴舒适性的同时实现了多种物理激励的解耦。通过将特应性传感活性材料与图形化电极集成，实现了对压力和湿度的低串扰同步监测。力敏单元包括作为介电粘合层的TPU/BTO热熔纤维膜（TBHM）和GTE，其最大灵敏度为0.7235 kPa-1，监测范围为0-500 kPa，响应一致性超93.62%。湿敏单元通过定向沉积PVA/MWCNTs纳米纤维膜（PMNM）至GTE表面制得，具有0.0216% RH-1的灵敏度以及12.5 s的快速响应时间。值得注意的是，GTE可以通过光刻工艺灵活地调整电路，从而增强潜在应用的可扩展性。此外，通过将传感阵列与神经网络算法结合，构建了糖尿病足溃疡预警系统，能够对人体步态和足汗代谢进行长期、实时的监测。开发的传感阵列兼顾医疗级精度与日常佩戴舒适度，为糖尿病足患者提供了创新的解决方案，从而推进了智能化、个性化的慢性病管理。
论文信息：Yufan Chen, Shaojie Cao, Runchun Li, Mengdan Zhang, Yanhua Liu, Ao Wang, Reham Khalef, Shibo Yan, Yangjian Quan, Xueliang Xiao*. All-textile sensor array with high-performance, low-crosstalk, bimodal pressure-humidity sensing for early warning of diabetic foot ulcer. Chemical Engineering Journal, 522 (2025) 167905.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167905
图1.传感阵列的制备流程图
图2. 传感阵列各组件的理化性质表征
图3. 力敏单元的压力传感机理及其性能
图4. 湿敏单元的湿度传感机理、性能及解耦测试
图5. 传感阵列应用于人体压力和湿度的实时同步监测
图6. 基于步态识别和湿度监测的糖尿病足溃疡早期预警系统
