随着心血管疾病发病率的持续上升，长期、连续、精准的心电监测对疾病预防与诊疗具有重要意义。传统电极存在透气性差、易脱落、易引起皮肤不适等问题，限制了其在日常健康监测特别是长期监测中的应用。水凝胶电极虽具柔性与生物相容性优势，但在机械强度、抗干燥性和长期稳定性方面仍面临挑战。

针对上述问题，ATM娱乐 立体编织与智能装备研究室肖学良教授团队在纺织材料与生物电子交叉领域取得重要研究进展，研究成果以《Breathable fabric-based hydrogel as wearable electrodes for long-term ECG monitoring》为题，在国际期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区，IF=13.2）上发表。该研究开发了一种基于织物增强的透气水凝胶电极，实现了长期、高保真、舒适的心电信号监测，为心血管疾病的早期诊断与健康管理提供了新的技术路径。研究团队创新性地将尼龙网眼弹性织物与SA/PVA/PAM/SGP导电水凝胶复合，通过3D打印针刺模具构建具有多孔结构的织物基水凝胶电极。该电极不仅具备优异的力学性能（拉伸强度高达58.8 MPa）、强粘附性（最大粘附强度10.7 kPa）、高生物相容性（细胞存活率>90%）和良好透气性（水蒸气透过率>95 g/m²/天），还具备出色的抗干燥性能（10天内水分损失约35%），在长期使用中保持稳定的电化学性能。ATM娱乐(中国)官方网站 肖学良教授为该论文的通讯作者，江南大学硕士研究生张梦丹为该论文的第一作者。

图1.用于长期连续心电监测的FBH电极

图2.FBH的制备和交联表征

图3. FBH的体外细胞相容性

图4. FBH的自粘性和力学性能表征

图5. FBH的透气性和抗干燥性能表征

图6.连接到AGAR模型和人造皮肤的FBH电极的性能特征

图7. FBH对人体ECG信号进行长期连续监测应用

总结：在本工作中，首次使用针刺模具将网眼织物与SA/PVA/PAM/SGP导电水凝胶一体集成，成功制备了用于智能可穿戴设备的织物基水凝胶（FBH）电极。实验结果表明，通过将尼龙网眼织物的弹性和高强度与独特的多孔水凝胶相结合，FBH在机械强度、柔韧性、透气性、粘附性、保水性、生物相容性和低皮肤-电极阻抗方面表现出优异性能。网状弹性织物为FBH提供了高强度和高保形性的特点，使其在多次使用或恶劣环境条件下不易变形和损坏。水凝胶的优异柔韧性、粘附强度和生物相容性为FBH在长期心电监测中的应用提供了巨大的潜力。FBH的优异粘附性使其能够感知皮肤形状并适应皮肤变形。即使在多次粘附和剥离循环后，它仍能紧密贴合皮肤并捕捉高质量的生物电信号。研究涵盖了各种条件下的健康监测比较，以及连续48小时采集和记录高质量心电信号。这些发现表明，FBH电极在可穿戴长期健康监测领域具有相当大的优势，为心血管疾病的早期诊断提供可靠的技术支持，并促进有效的健康管理。

论文信息：Mengdan Zhang, Ao Wang, Zhihao Huo, Yufan Chen, Chen Huang, Yanhua Liu, Runchun Li, Xueliang Xiao*. Breathable fabric-based hydrogel as wearable electrodes for long-term ECG monitoring. Chemical Engineering Journal, 522 (2025) 167611.

论文链接：//doi.org/10.1016/j.cej.2025.167611