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Flexible Temperature Sensor with High Reproducibility and Wireless Closed‐Loop System for Decoupled Multimodal Health Monitoring and Personalized Thermoregulation

再现性 材料科学 可穿戴计算机 温度调节 温度控制 灵敏度(控制系统) 解耦(概率) 温度测量 计算机科学 生物医学工程 机械工程 电子工程 控制工程 嵌入式系统 工程类 生态学 数学 量子力学 生物 统计 物理
作者
Xujing Zhang,Jia Wofsy Chen,Zhihao Zheng,Songsong Tang,Bin Cheng,Qian Zhang,Rui Ma,Zetong Chen,Jingting Zhuo,Lingyun Cao,Zhihong Chen,J. He,Li Wang,Guowei Yang,Yi Fang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202407859
摘要

Abstract Temperature and pulse waves are two fundamental indicators of body health. Specifically, thermoresistive flexible temperature sensors are one of the most applied sensors. However, they suffer from poor reproducibility of resistivity; and decoupling temperature from pressure/strain is still challenging. Besides, autonomous thermoregulation by wearable sensory systems is in high demand, but conventional commercial apparatuses are cumbersome and not suitable for long‐term portable use. Here, a material‐design strategy is developed to overcome the problem of poor reproducibility of resistivity by tuning the thermal expansion coefficient to nearly zero, precluding the detriment caused by shape expansion/shrinkage with temperature variation and achieving high reproducibility. The strategy also obtains more reliable sensitivity and higher stability, and the designed thermoresistive fiber has strain‐insensitive sensing performance and fast response/recovery time. A smart textile woven by the thermoresistive fiber can decouple temperature and pulse without crosstalk; and a flexible wireless closed‐loop system comprising the smart textile, a heating textile, a flexible diminutive control patch, and a smartphone is designed and constructed to monitor health status in real‐time and autonomously regulate body temperature. This work offers a new route to circumvent temperature‐sensitive effects for flexible sensors and new insights for personalized thermoregulation.
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