汗液是一种有效的体液，无需采集血液即可分析体内的生物分析物。出汗传感器可以减少麻烦糖尿病患者多次抽血，也可以用于可穿戴设备的日常保健监控。然而，汗液传感器的实际使用受到不规则和低汗液分泌率的阻碍。迫切需要有效地收集这些汗液分泌物。一种基于仙人掌刺吸水原理的吸汗贴片已被开发出来。

受仙人掌刺启发的表皮集汗贴片和液滴通过楔形图案通道的传输示意图。信用：POSTECH

为此，由 POSTECH 化学工程系的 Kilwon Cho 教授和博士候选人 Jonghyun Son 领导的一个研究小组最近开发了一种贴片贴片，通过模仿仙人掌刺背后的原理来快速收集汗水。

仙人掌生长在干旱的环境中，为了生存，它们会将在它们刺尖上形成的水滴移动到它们的基部。在这个过程中，细小的水滴由于作用在水滴曲面内外的压力差而移动。这种现象称为拉普拉斯压力。

Kilwon Cho 教授的研究团队新开发的贴片应用了仙人掌刺如何收集水的这一原理。研究人员通过使用具有超疏水/超亲水表面的楔形润湿模式来模拟仙人掌脊柱的结构。由此，楔形图案表面上的汗滴自发地移动到楔形图案的宽端，因为液滴的前表面和后表面之间的拉普拉斯压力差被最大化。

结果证实，无论微流体通道的倾斜度如何，楔形图案通道都可以快速自发地收集汗水，而无需额外的力量。此外，楔形通道显示出很高的汗水收集效率，因为它将几乎所有的汗滴输送到传感区域，而不会在通道内部留下太多东西，使其能够比传统的微流体通道更快地收集汗水。这允许贴片连续监测血液中的生物分析物。

“收集汗液的困难阻碍了其在可穿戴医疗保健设备中的使用，”POSTECH 的 Kilwon Cho 教授解释说。他补充说：“这个新开发的贴片通过快速收集汗液并促进其在各种可穿戴医疗设备（包括血糖监测）中的使用来解决这个问题。”

该研究发表在《先进材料》上。