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汗の成分を検出するファイバを織り込んだ肌着用生地を開発 ─ 健康状態をさりげなくモニタリングすることが可能に ─

【本学研究者情報】

〇学際科学フロンティア研究所新領域創成研究部 助教 郭媛元
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

  • 熱延伸技術注1により、汗の中に存在する多様な生体健康因子をセンシングできる多機能ファイバ注2のテキスタイル(生地)を世界で初めて開発した
  • この技術の活用により、私たちの日常での健康状況をさりげなくモニタリングすることが可能になると期待される

【概要】

日常生活に必要不可欠な衣服は、身体の汗などの多様な生体因子と緊密に触れ合っていることから、多様なセンシング機能を衣服に集積する技術を活用することで、私たちの日常での健康状況を、本人に意識させることなく、また周囲に知られることなく、さりげなくモニタリングすることが可能になります。

東北大学学際科学フロンティア研究所の郭媛元助教、佐藤雄一研究員、大学院工学研究科の呉京宣氏(修士課程2年)の研究チームは、汗の中に含まれる重要な生体健康因子であるナトリウム、尿酸などを高感度かつ選択的に検出・モニタリングできる多機能ファイバ・テキスタイルの開発に世界で初めて成功しました。「金太郎飴」の作製方法と似た熱延伸プロセスにより、ファイバの持つ繊細かつ柔軟な品質を維持しつつ、ファイバ中に電気化学センシングや液体注入の機能を組み合わせることで、多機能ファイバを衣服の中に織り込み、汗の多様な成分を同時にモニタリングする機能を実現しました。

今後この技術を発展させることで、私たちの心身健康状態をさりげなくモニタリングできる技術の革新につながるものと期待されます。

本研究成果は、学術出版大手シュプリンガー・ネイチャーのバイオセンサ分野専門誌『Analytical and Bioanalytical Chemistry』に2023年1月9日付で掲載されました。

概念図:多機能ファイバ・テキスタイルの開発と汗モニタリングへの応用。多機能ファイバの側面に特定のイオンや化学分子をセンシング可能な感応膜を修飾することにより、汗成分をモニタリングすることができた。

【用語解説】

注1 熱延伸技術
熱延伸技術で利用できる材料は単一の材料に限定されず、金属・複合材・ポリマーなど多種類を組み合わせることが可能である。この技術は「金太郎飴」を作る方法と似ており、最初に、必要な多種類の材料を組み合わせた大きいプリフォームという成形物を作り、これを加熱しながら引き伸ばすことによって、電気・化学・光などの機能をマイクロからナノレベルで集積した、長さ数千メートルのファイバを作製することができる。

注2 多機能ファイバ
直径100〜500 µm程度のポリマー製繊維の中に、光・電気・液体・化学・機械など、さまざまな要素を操作したり測定したりするのに必要な構造を集積したものである。

詳細(プレスリリース本文)PDF

問い合わせ先

(研究に関して)
東北大学大学院学際科学フロンティア研究所
新領域創成研究部
助教 郭媛元 (Yuanyuan Guo
E-mail:yyuanguo*fris.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(報道に関して)
東北大学大学院学際科学フロンティア研究所
企画部
特任准教授 藤原 英明 (ふじわら ひであき)
電話: 022-795-5259
E-mail:hideaki*fris.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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