生物体内的水分含量对其健康至关重要。皮肤含水量是皮肤状况最重要的参数之一，也是人类健康的重要指标。随着生物工程应用的发展和皮肤美容研究的不断深入，皮肤的水分含量、水分阻隔功能等水分信息越来越受到人们的关注。为了客观地测量皮肤性质，目前发展的手段包括光学相干层析成像、共聚焦拉曼光谱、微流控通道和皮电测试等，市面上也有一些用于皮肤水分检测的仪器。但这些方法往往需要相对较大的设备，制作繁琐复杂，或需要连接外部电源，不方便日常使用。

在该研究论文中，作者报道了一种简单而有效的自下而上的方法，以创建一种超分子皮肤湿度检测膜，能够报告皮肤水分状态，而不需要连接电源。具体地，作者通过压力促进固相分子自组装(SPMSA)方法制备了超分子薄膜。首先在水中产生由带相反电荷的聚电解质(PE)和表面活性剂组成的沉淀，在温和的机械压力下，由于聚电解质交联的表面活性剂畴区合并，沉淀立即转变为可自支撑的超分子膜。这个薄膜具有良好的吸湿性，但是由于疏水畴区的存在，表面水的蒸发或吸收要比内部水分的扩散快得多。因此，在环境湿度下，当表面迅速吸水或失水时，在内部会有一个延迟的湿度变化。这种湿度梯度导致了薄膜内部结构的梯度，进而产生应力来驱动薄膜弯曲。

由于这一薄膜对湿度的响应非常敏感，薄膜接触皮肤时立即产生显著弯曲，且弯曲程度与皮肤水分状况直接相关。当薄膜离开皮肤时，会在相似的时间尺度上回到原来的平坦状态。利用这一性质，作者成功将此薄膜应用于无外界电源或电池驱动的皮肤水分状况检测。该薄膜制备方法简单，分子来源广泛，损坏后可在水的存在下重新压制成膜，有望作为便携式、不需额外电池等电源启动的皮肤水分传感器使用。

该研究论文以“Solid-Phase Molecular Self-Assembly Facilitated Supramolecular Films with Alternative Hydrophobic/Hydrophilic Domains for Skin Moisture Detection”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为北京大学化学学院博士生亓金婉，通讯作者为北京大学阎云研究员。该工作得到国家自然科学基金委等项目的支持。

（Aggregate 2022, 3, e173.）

期刊简介

《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。

点击投稿