氧氣是生物生存或工業(yè)生產(chǎn)的基本物質(zhì)，大氣氧含量或溶解氧（DO）也是健康和環(huán)境評估中的關(guān)鍵指標(biāo)。呼吸氧含量或經(jīng)皮氧分壓（tcPO2）可用于呼吸監(jiān)測和局部組織供氧的判斷，有望用于呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病足、外周動脈疾病、傷口愈合和感染等慢性疾病的診斷。傳統(tǒng)分析儀器或醫(yī)療設(shè)備體積龐大、價格昂貴、時效性差，而新興的可穿戴傳感器可實現(xiàn)準(zhǔn)確、實時檢測的同時，還具有靈敏度高、輕量化、性價比高、機械順應(yīng)好等優(yōu)點，極大地方便了各種信號采集。遺憾的是，目前主流的研究集中在監(jiān)測運動和如血壓、脈搏、心電圖、等生理信號上，對具有氧監(jiān)測功能的柔性傳感設(shè)備的研究相對匱乏。為此，迫切需要開發(fā)高性能、柔性的氧傳感器。

水凝膠已被證實具有優(yōu)異的氣體傳感能力（中山大學(xué)吳進課題組在水凝膠基柔性室溫氣濕敏傳感器方面的系列研究進展（ Nature Communication2023, 14, 5221; Advanced Functional Materials2023, 33，2300046；Nano-Micro Letters2022, 14, 52；Nano-Micro Letters2022, 14，183；Nano-Micro Letters2023, 15, 136；Materials Horizons2022, 9, 1921；SmartMat2023，4，e1141；SmartMat2023, 4, e1147; Small2021, 17, 2104997），但是其有豐富的親水官能團，使其對濕度自然敏感，甚至被開發(fā)為高性能濕度傳感器，進而嚴(yán)重干擾了其作為傳感器的可靠性。同時，疏水性材料摻雜雖然可降低濕度敏感度，但難以解決凝膠在溶液環(huán)境的離子泄露問題。考慮到這一點，最近，課題組提出了一種結(jié)構(gòu)調(diào)控的透氣疏水Ecoflex彈性體薄膜裝策略，不僅可以解決水凝膠的脫水問題，而且賦予水凝膠基氧氣傳感器優(yōu)異的抗?jié)駭_和水下工作能力。實驗結(jié)果表明，彈性體薄膜的透氧性和防水性主要取決于其有效厚度。

通過調(diào)節(jié)彈性體薄膜的厚度和結(jié)構(gòu)，傳感器可以適應(yīng)監(jiān)測不同的氧氣濃度范圍。采用鹽模板法制備了多孔彈性體薄膜，所得的152微米厚的多孔彈性體薄膜封裝水凝膠器件同時表現(xiàn)出優(yōu)異的耐濕性和氧氣傳感性能，包括高靈敏度（0.355%/ppm）、低檢測限（ppm級）、大檢測范圍（從5 ppm到90% O2）、優(yōu)異的可重復(fù)性、選擇性和長期穩(wěn)定性。而較厚的實心彈性體薄膜有效降低了透過的O 2濃度從而延長使用壽命，適用于高濃度檢測。此外，自主設(shè)計的無線氧監(jiān)測系統(tǒng)在各種應(yīng)用場景中的使用，包括經(jīng)皮氧分壓（tcPO 2）檢測，呼吸監(jiān)測，水中溶解氧的評估。本工作為具有廣泛適應(yīng)性的柔性可穿戴電子產(chǎn)品的制造提出了一種有前途的策略。