压力损伤通常会导致患者出现剧烈疼痛、活动受限和功能障碍，并引起蜂窝组织炎、骨髓炎和败血症等各种并发症，甚至增加死亡风险。压力和温度是导致压力损伤的两个重要因素，但现有设备设施中仍缺少相关技术对压力和温度同时进行监测。

基于此，青岛大学研究团队基于湿法纺丝工艺和柔性传感器理念，制备了一种全纤维基双模态柔性传感器，可同时监测压力和温度。该传感器由热塑性聚氨酯（TPU）和离子液体共混制备的一维传感纤维编织而成，制备工艺简单且可大规模生产。同时，该传感器结合阵列原理制备的智能传感坐垫，实现了大面积、高精度的压力及温度监测，可有效预防压力损伤。

在一维传感纤维的制备过程中，纺丝液中的DMF与水分子在凝固浴中快速交换引起TPU分子链聚集，从而形成宏观纤维。该纤维制备方法简单，速度可达168 m/h。纤维的应力应变测试结果表明，离子液体的加入不会对纤维的机械性能造成明显影响，且该纤维可以轻松弯曲和打结，具备良好的可编织性能。元素扫描结果表明，离子液体的特征元素在纤维中均匀分布。

一维传感纤维的制备工艺及性能

将制备的传感纤维编织为介电层，并置于两层织物电极中间，以制备全纤维基压力传感器。该压力传感器的监测范围为2~160 kPa，且具备170 ms的响应时间。在最大压力的负载-卸载过程中，滞后性仅有25.18%。研究人员对传感器进行灵敏度测试发现，其灵敏度可分为四个阶段，其中最高灵敏度高达8.8399 kPa-1。此外，通过10000次重复压力实验，证明该传感器具备可重复性能。与其他报道中的传感器相比，该传感器在监测范围和灵敏度方面具备显著优势。

压力传感器的传感原理及性能

离子液体赋予该传感纤维优异的温度传感性能，将传感纤维外部涂覆水性聚氨酯（WPU）涂层后，即可作为独立的温度传感器使用，其中涂层可有效防止环境中水分子对温度监测的干扰。在温度升高时，传感器表现出典型的负温度系数效应。在25~40 ℃的温度区间内，传感器的相对电阻变化率几乎保持稳定，并可以用于监测呼吸引起的口罩温度的变化，具备较高的精度。将独立的温度传感器编入压力传感器的介电层中，制备一体化全纤维基双模态柔性传感器，纤维外部的涂层能有效杜绝交流电对电阻信号的影响。测试表明，压力和温度之间的干扰极小，该双模态传感器具备同时监测压力和温度的能力。

温度传感器及双模态传感器的性能表征

利用双模态传感器结合阵列原理制备全纤维基阵列式传感智能坐垫。该坐垫具备1600个传感点，传感面积高达2500 cm2，可有效监测不同坐姿下的压力分布。通过与机器学习深度结合，该坐垫对不同坐姿的识别率高达99.65%。配合独立开发的智能监测系统，其可将监测数据可视化，以提醒久坐人员或护理人员定期更换坐姿，预防压力损伤。

阵列式传感坐垫用于监测压力和温度及识别不同坐姿

相关工作以“Aid of Smart Nursing to Pressure Injury Prevention and Rehabilitation of Textile Cushions”为题发表在Advance Fiber Materials上。

（来源：Advanced Fiber Materials）