人工智能技术正在迅速发展，为健康监测、人机交互、康复娱乐等提供复杂的信号分析。然而，这一进展依赖于广泛的数据收集，而传统的传感器通常体积庞大、笨重且成本高昂，往往需要外部电源或频繁充电，这限制了可穿戴器件的使用性和便携性。因此，开发一种体积较小、易于监测、可大范围推广使用的多功能传感器显得尤为重要。近年来，热电、摩擦电、压电等能量收集技术的出现在可穿戴器件领域取得了快速的发展。其中，利用环境中温度的变化直接将热能转化为电能的可穿戴热电器件，成为具有潜在价值的能源供应系统。在现有的可穿戴热电器件中，基于薄膜基材的可穿戴热电器件通常表现出值得称赞的热电传感性能，但往往存在较差的透气性、灵活性和集成较难等相关问题，影响穿戴者的舒适度。
针对以上问题，江南大学王潮霞教授和加拿大滑铁卢大学Yuning Li 教授提出了一种具有多功能传感能力和自供电潜力的MXene热电织物。这种以织物为基材的可穿戴热电器件，利用织物基材自身的柔韧性和透气性，成功解决了人体穿着舒适性问题。而基于MXene材料设计的热电织物在温度传感和应变传感方面都表现出色，是连续数据收集和监控的理想选择。这种将MXene材料和与纺织技术相结合的能力，推动可穿戴智能织物的发展，使智能织物离实用更进一步，展示了在能量收集、运动跟踪和健康监测方面具有广阔的应用前景。
该研究工作受到了滑铁卢大学的高度关注和认可，滑铁卢大学官方媒体对Yuning Li 教授进行了相关研究内容采访，分别在滑铁卢大学新闻官方网站（Power up your health with self-sustaining electronics | Waterloo News | University of Waterloo (uwaterloo.ca) ）和化学工程学院网站（Breakthrough in smart fabric for sensing and health monitoring | Chemical Engineering | University of Waterloo (uwaterloo.ca) ）进行报道。
图1：MXene热电织物的制备工艺和应用
图1展示了MXene热电织物的制备过程、设计原理和潜在应用，可以观察到MXene热电织物不仅能够收集电能。当MXene热电织物与口罩进行贴合时，其能够利用身体和环境之间的温差将热能转化为电能，并准确地识别身体的呼吸状态，同时，MXene热电织物也可以通过自身的形变来监测身体关节的运动状态。
该研究工作以“MXene-based thermoelectric fabric integrated with temperature and strain sensing for health monitoring”为题发表在Journal of Materials Science & Technology期刊，通讯作者为江南大学纺织科学与工程学院王潮霞教授和加拿大滑铁卢大学化学工程系Yuning Li 教授，第一作者为江南大学20级博士研究生彭军。该工作得到国家自然科学基金和中国留学基金委等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.06.011
滑铁卢大学相关报道：https://uwaterloo.ca/news/media/power-your-health-self-sustaining-electronicshttps://uwaterloo.ca/chemical-engineering/news/breakthrough-smart-fabric-sensing-and-health-monitoring
