在手部功能障碍患者的康复训练过程中，实时监测手部康复水平对于增强患者信心和促进最佳康复至关重要。然而，传统的康复训练方法往往缺乏直观的反馈机制，使患者难以准确评估自己训练的进展和有效性。因此，开发一种能够准确呈现手功能障碍患者实时康复训练状态的监测方法具有重要意义。

近日，北京服装学院材料设计与工程学院汪滨教授、张秀芹教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》上，发表了最新研究成果“A ‘Rigid-Flexible’ Iontronic Pressure Sensor with High Sensitivity and Wide Response Range for Hand Dysfunction Rehabilitation Training”。该研究提出了一种“刚柔并济”模量差异化体系，协同离电式传感机理，制备了一种兼具高灵敏度（546.58 kPa^-1）、高分辨率（0.025 kPa）和宽响应范围（0-1200 kPa）的“刚柔并济”微结构离电式压力传感器（MIPS）。此外，MIPS还表现出抗应变干扰（7.3%），快速响应时间（87 ms），出色的循环稳定性（10,000 cycles@ 1.0 kPa）和良好的可穿戴舒适性。基于其多重优势，开发了一种用于手部功能障碍康复训练监测的智能识别手套（M-IRG）。该手套可以准确跟踪手部运动（包括弯曲、伸展和抓取物体），监测手部功能障碍患者的恢复水平。

图1显示了MIPS的制备过程以及应用示意图。通过传统静电纺丝法将离子液体和PBST共混得到离子介电层。此外，通过静电喷雾法将高模量梯度尺寸的聚乳酸微球（PLA MPs）负载到低模量聚对苯二甲酸乙二醇酯-共-丁二酸丁二醇酯纳米纤维膜表面（PBST NMs），形成“形变生成和扩散”机制，进一步延缓变形饱和。随后，采用丝网印刷技术在其上涂覆导电油墨，待其干燥后获得微结构电极层。最后通过超声波焊接技术进行最后的封装，得到了兼具多种优异性能的离电式压力传感器（如图2和图3所示）。

图1 MIPS的制造工艺和应用示意图

图2 MIPS的物理性能测试

图3 MIPS的传感性能

如图4所示，利用MIPS能够精准捕捉人体细微运动信号的特性，开发了智能识别手套（M-IRG）辅助手部功能障碍患者康复训练。在康复训练中，M-IRG能够捕捉手指在不同弯曲状态下产生的压力变化，进而识别不同手势变化，为手部功能障碍患者的评估提供了可靠依据。随后采用卡罗尔上肢功能测试（UEFT），利用抓握木块的方法来评估患者的手部康复水平，促进了手部功能康复训练和评估，在智能医疗监测和可穿戴电子设备领域具有巨大应用前景。

图4 M-IRG用于手部功能障碍康复训练监测

通讯作者：汪滨，博士，硕士生导师，北京服装学院材料设计与工程学院教授/科学技术处副处长。主要从事静电纺丝技术及功能纳米纤维材料和智能纺织品的应用基础研究。承担国家自然科学基金青年基金、北京市自然科学基金-小米创新联合基金项目、北京市高等学校优秀青年人才培育计划项目、北京市委组织部优秀人才、北京市教育委员会科技项目及企业项目20余项。以第一作者/通讯作者发表SCI论文30余篇（ESI高被引论文1篇）、EI论文10篇，申请中国发明专利15项、授权3项，出版译著2本，编制团体标准2项。

通讯作者：张秀芹，博士，江南大学博士生导师，北京服装学院材料设计与工程学院教授/院长，德国洪堡访问学者。主要研究方向为绿色环保生物可降解型材料的功能化&智能化。曾获得教育部新世纪优秀人才、北京市科技新星、北京市“长城学者”、“纺织之光”教师奖、“桑麻奖教金”等优秀人才称号。承担和参加国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、北京市科学委员会人才项目、北京市教育委员会人才项目等国家级、省部级科研项目30 余项。作为主要完成人获得2015年国家科技进步二等奖、2023年北京市科技进步二等奖、“纺织之光”2014、2020年度科学技术进步一等奖、2024年度技术发明奖二等奖、2009年北京市科学技术奖一等奖、2006年中国分析测试协会科学技术奖一等奖等奖项。