基于液态金属的高弹性的智能衣物、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于穿戴设备领域，具体涉及一种基于液态金属的高弹性的智能衣物，及其制备方法和应用。
背景技术
随着生活质量的不断提高，人们也越来越关注自身的健康。对于运动员和一些特殊的病人，实时监测身体中的生理，生化指标如心电、肌电、钾离子浓度、钠离子浓度、葡萄糖浓度、乳酸浓度等就显得尤为重要。但是这些生理生化指标的获取往往需要受过专业训练的人员、昂贵的大型仪器以及长时间的等待，并且大多数的检测具有侵入性，会给被测人员带来痛苦和感染的风险。所以，一款能够无创检测而且能够实时监测身体各项指标的穿戴设备就显得尤为必要。
目前，对于体表生理生化指标实时监测装置的研究层出不穷。美国西北大学JohnA.Rogers教授课题组开发出几款能够贴在皮肤表面的实时监控体表各项指标的贴片，该贴片采取了蛇形的导线结构，能够抵抗一定的拉伸变形(100％-150％)，该贴片能够监测心电信号、肌电信号、温度、压力以及加速度等指标，但是该贴片加工工艺十分复杂，成分很高，而且贴片的面积受到了微加工工艺的限制，不能对分布在身体各处的电生理信号进行多导联同时监测。
Ali Javey课题组开发出了能够贴附在皮肤表面进行电化学信号检测的贴片。该贴片能对体表汗液中温度、钠离子、钾离子、葡萄糖、乳酸进行同时监测。虽然该贴片高度集成，能同时监测各种化学分子的信号，但是该贴片不具有可拉伸性能，电路部分仍然采取传统的电路板，穿戴很不方便。
为了方便穿戴，研究者考虑将各种传感器集成在衣物和服装上。市场上推出了一款利用导电纤维纺织的衣服用于心电探测，具体做法是用导电纤维将电极和互联导线纺织在具有弹性的衣服上。由于心电探测不需要电极有很好的导电能力，所以即使导电纤维的导电性能有所欠缺，也能够实现心电信号的探测。但是，由于互联导线需要具有金属级良好的导电性能，而导电纤维导电能力欠缺，难以在导电纤维互联导线上进行电子器件和各种传感器的集成。
近期文献报道的可穿戴设备用于体表电生理和电化学信号的检测基于硅胶基底，这些基底并不适合于与皮肤接触。一方面难以固定在皮肤上，另一方面这些基底特别是硅胶基底容易沾染灰尘，难以重复使用。这些可穿戴设备由于加工工艺光刻的限制，一般尺寸较小，这就使得对于人体信号的检测只局限于小范围内，难以对全身各处的信号同时监测。这些智能穿戴的制备工艺十分复杂，成本很高，且只能一次性使用，这也就从根本上限制了其实际的应用。
直接在衣物上印刷上电极和互联导线也可实现智能衣物的制备。由于衣物具有一定的弹性，而市场上出售的导电油墨没有弹性，不能满足弹性的要求，衣物的拉伸变形就会使得导电油墨开裂。而文献上报道的可拉伸微纳米银片导电油墨造价贵，不适合衣物上大面积的电路印刷。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于液态金属的高弹性的智能衣物，及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于液态金属的高弹性的智能衣物，所述智能衣服包括控制器部分和功能部分，其中：
所述功能部分包括：电生理检测模块，电化学检测模块和加热保温模块；并且
所述智能衣物的互联导线部分、加热部分、心电电极部分和用于电子器件和传感器的触点由液态金属导电层构成。
根据本发明第一方面的智能衣物，其中，所述衣物还包括传感器的接口；优选地，所述传感器选自以下一种或多种：温度传感器，应力应变传感器、电化学传感器。
本发明的第二方面提供了第一方面所述的智能衣物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)液态金属油墨制备；
(2)基底层的印刷；
(3)液态金属层的印刷；
(4)绝缘层的印刷；
(5)拉伸；
(6)智能衣物的集成。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(1)中，所述液态金属油墨通过以下方法制备：将高分子溶于溶剂中，充分搅拌溶解制得溶液；将液态金属加入所述溶液中，利用物理方法将所述液态金属制成纳米级或微米级颗粒，制得所述液态金属油墨；其中：
所述高分子优选选自以下一种或几种：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧乙烯，聚丙烯酰胺，聚氨酯、聚丙烯酸、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚己内酯；
所述溶剂优选选自以下一种或几种：水、醇溶液、丙酮；
所述溶液的质量分数优选为0.5％～20％；
所述液态金属优选为熔点低于200摄氏度的金属，进一步优选地，所述液态金属选自以下一种或多种：镓、汞、镓铟合金、镓铟锡合金、铋锡合金、铋锡铅铟合金；最优选地，所述液态金属优选为镓铟共晶合金；
所述液态金属油墨中液态金属浓度优选为0.1g/mL～5g/mL，进一步优选为3g/mL；和/或
所述物理方法优选为超声和/或高速旋转剪切。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述液态金属油墨中还包括表面活性剂；优选地，所述表面活性剂选自以下一种或多种：氟碳表面活性剂、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、斯盘、吐温、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸酯钾；更优选地，所述表面活性剂加入的质量分数为0.05％-1％；和/或
所述液态金属油墨中还包括粘度调节剂；优选地，所述粘度调节剂选自以下一种或多种：甲壳素、聚乙烯蜡、烷基二乙醇酰胺、聚乙二醇双硬脂酸酯、羟乙基纤维素；更优选地，所述粘度调节剂加入的质量分数为0.05％-1％。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(2)中，将商用的衣物弹性印花胶浆按照特定的图形印刷在衣物内侧；
优选地，所述印刷方法选自以下一种或多种：丝网印刷、热转印、数码直喷印花工艺、喷墨打印；
更优选地，印刷后将所述胶浆置于25～200摄氏度的环境中固化5～120分钟。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(3)中，将所述步骤(1)制得的液态金属油墨按照特定的图案印刷在基底层上；
优选地，所述印刷方法选自以下一种或多种：丝网印刷、喷墨打印；
更优选地，印刷完毕后将所述衣物置于室温干燥6～12小时或者80摄氏度的环境中干燥10～30分钟。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(4)中，将商用的衣物弹性印花胶浆印刷在液态金属层上，将液态金属互联导线部分封装在绝缘的胶浆中，电极部分和触点部分未被绝缘胶浆封装；
优选地，所述印刷方法选自以下一种或多种：丝网印刷、热转印、数码直喷印花工艺、喷墨打印；
更优选地，印刷后将所述胶浆置于25～200摄氏度的环境中固化5～120分钟；和/或
所述步骤(5)中，印刷完毕后对衣服进行拉伸，给予衣物以20％～200％应变使衣物导电。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，所述步骤(6)中，对所述智能衣物进行集成，控制器通过液态金属互联导线的触点与各传感器连接；
优选地，所述步骤(6)中还包括在液态金属电极上覆盖导电材料，所述导电材料选自以下一种或多种：导电的水凝胶、导电高分子、银箔、铜箔、金箔。
本发明的第三方面提供了第一方面所述的智能衣物或按照第二方面所述方法而制得的智能衣物在健康监测和疾病治疗中的应用。
本发明结合液态金属图案化技术，在衣物表面不同位置印刷上电极电路，然后将各种传感器集成在衣物上，制成廉价且超高弹性的智能衣物，从而实现体表电生理、电化学等多种信号的实时检测。
本发明利用液态金属图案化技术，实现在衣物表面印上电极和互联导线，然后进一步在衣物上集成上各种传感器，从而可以实现无创的实时的健康监测。相比于现有技术，本发明提供的方法采用快速高效的印刷方法，能够大规模、大面积地将廉价的，且具有优异的拉伸性能的液态金属导电油墨印刷在衣物上。通过集成不同功能的传感器，可实现多功能智能衣物的制备，对全身体表的信号进行监测。
本发明提供了一套基于液态金属图案化技术的智能衣物的制造方法。整套流程主要包括液态金属油墨的制备，基底层的印刷，液态金属层的印刷，绝缘层的印刷，衣物的拉伸，智能衣物的集成等。该智能衣物功能部分包括三大模块，即电生理检测模块，电化学检测模块和加热保温模块。电生理检测模块用于检测电生理信号如心电信号，肌电信号等；电化学检测模块用于检测体表各种分子信号，如钾离子浓度、钠离子浓度、葡萄糖浓度、乳酸浓度等；加热恒温模块包括液态金属构成的线圈和温度传感器，用于监测体温，体温过低时主动加热，保持身体恒温。该智能衣物的制备廉价且简单易行，特别适合大规模的应用。本发明的工艺的主要流程包括：
1.液态金属油墨制备。本发明制备高弹性的液态金属导电油墨，由于衣物需要与人体直接接触，油墨的制备采用对人体低毒或者无害的配方，制备方法如下。本发明将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙烯醇(PVA)、聚氧乙烯(PEO)，聚丙烯酰胺(PAM)，聚氨酯(PU)、聚丙烯酸(PAA)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、和聚己内酯(PCL)中的一种或几种高分子溶于水、醇溶液、丙酮等一种或几种常见的有机溶剂中，充分搅拌溶解，制成质量分数为0.5％-20％的溶液。
为了使得导电油墨更易图案化，增大其与基底的浸润性，减小接触角，稳定液态金属颗粒，本发明人向油墨中加入表面活性剂如氟碳表面活性剂、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、斯盘、吐温、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸酯钾等等一种或几种表面活性剂，表面活性剂加入的质量分数为0.05％-1％之间。
为了调整油墨的粘度，使得导电油墨能够匹配各种图案化技术的粘度要求。本发明人在油墨中加入粘度调节剂，如甲壳素、聚乙烯蜡、烷基二乙醇酰胺、聚乙二醇双硬脂酸酯、羟乙基纤维素等一种或几种物质，加入的质量分数在0.1％-5％之间。
本发明人将液态金属加入高分子溶液中，液态金属包括镓、汞、镓铟合金、镓铟锡合金、铋锡合金、铋锡铅铟合金等熔点低于200摄氏度的金属，选用液态金属的浓度为0.1g/ml-5g/ml，最优地，本发明人选用液态金属镓铟共晶合金(镓质量分数75.5％，铟质量分数24.5％)浓度为3g/mL。将液态金属加入高分子水溶液中后，本发明人利用物理方法如超声和高速旋转剪切的方法将液态金属制备成纳米级或微米级的颗粒，颗粒大小取决于物理作用的振幅和时间。在超声振幅为30％时，超声时间为1min、30min、60min、90min以及120min时，得到的镓铟共晶合金颗粒的平均直径分别为4700nm、800nm、520nm、315nm以及274nm。最优地，本发明人将3g/mL液态镓铟共晶合金用超声波细胞破碎仪在30％的幅度下超声1min，得到灰色的液态金属的悬浊液，金属被分散成为无数微纳尺寸的小颗粒，小颗粒的平均粒径为3700nm。小颗粒的内核为液态的金属，外部被一层薄薄的氧化膜包裹。从而，得到了镓铟合金液态金属的油墨。
2.基底层的印刷。本发明使用丝网印刷、热转印、数码直喷印花工艺、喷墨打印等技术将商用的衣物弹性印花胶浆按照特定的图形(图1)印刷在衣物内侧。胶浆置于25-200摄氏度的环境中固化5-120分钟。至此在衣物上制备上基底层。
3.液态金属层的印刷。本发明使用丝网印刷、喷墨打印的方法将上述液态金属油墨按照特定的图案印刷在基底层上。印刷完毕后将衣物置于室温干燥6-12小时或者80摄氏度的环境中干燥10-30分钟。金属颗粒间由于绝缘氧化膜和高分子膜的隔绝导致图案并不导电。
4.绝缘层的印刷。为了避免液态金属互联导线与外界直接接触，避免短路等问题，本发明按照2所述的方法将弹性印花胶浆印刷在液态金属层上，将液态金属互联导线部分封装在绝缘的胶浆中。
5.拉伸。印刷完毕后，液态金属颗粒组成的图案由于颗粒表面氧化膜的相互隔绝而不具有导电性。此时，本发明人对衣物进行拉伸，给予衣物以20％-200％应变。应变可以使得液态金属颗粒的绝缘氧化膜破裂，释放出导电的内核，使得衣物上的液态金属层具有了导电能力。
6.智能衣物的集成。经过以上五步，本发明人在衣物的内侧制得如图的图案。液态金属导电层构成了智能衣物的互联导线部分、加热部分、心电电极部分和用于电子器件和传感器的触点。电极部分和触点部分未被绝缘胶浆封装。
心电电极导联数视实际需求设计，在衣物的位置对应身体特定部位。为了避免液态金属直接与皮肤接触弄脏皮肤，本发明在液态金属电极上覆盖上一层导电材料，如导电的水凝胶、导电高分子、银箔、铜箔、金箔等材料。
本发明的采用印刷的方法直接将柔性可拉伸的导电油墨印刷在衣物上作为复杂导电线路和电极，通过在其上集成各种传感器，能便捷地实现各种功能的智能衣物的快速、大规模地制造。
本发明所用的材料没有毒性，对人体无害。运动员使用可以实时监测运动过程中各项物理化学信号的变化如心电、肌电信号，汗液中钾钠离子的浓度等，可以指导运动员的训练，防止运动过量导致的身体伤害。本发明可供特殊病的病人如糖尿病人使用。在集成葡萄糖、乳酸等传感器后，可以实时监测人体中特殊指标的浓度，指导病人用药。本发明的还对于士兵的作战有着重要的意义。在极端寒冷的条件下能保持士兵的体温恒定，也能实时监测士兵的身体状态。
本发明的智能衣物可以具有但不限于以下有益效果：
1、本发明实现了在衣物上柔性可拉伸电路的印刷，衣物在各种变形条件下都不会使得液态金属的互联导线和电极失效。拉伸的应变达到200％时，电阻率的变化不到10％。而且该方法制造出来的线路具有极好的拉伸稳定性和重复性。
2、本发明的导电油墨成本低廉，液态金属的利用率高(接近100％)，液态金属用量少(每平方厘米任何图案只需要2-10毫克液态金属)，线路的线宽可调，且具有极高的生产效率，十分适用于弹性电路的规模化生产。
3、本发明可以实现衣物上液态金属互联导电和电极的大面积、高速率、低成本的印刷。
4、本发明的导电油墨由于主要成分液态金属(一般为镓铟合金)和常用的医用高分子(如聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇)没有毒性，对人体无害，可以于人体贴合而不造成不良反应，进一步可以用于植入器件的研发，用于体内的健康监测和疾病治疗。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1示出了本发明智能衣物的互联导线、电极和传感器分布示意图。
图2a示出了智能衣物用于多导联心电信号检测的电位与时间的关系；图2b示出了智能衣物用于钾离子浓度检测的浓度于时间以及电位与钾离子浓度的关系；图2c示出了智能衣物用于应变检测的电阻与不同时间应变的关系。
图3示出了红外线热像仪下智能衣物加热区域的温度分布。
附图标记说明：
1、心电电极；2、控制器接口；3、钾离子传感器接口；4、温度传感器接口；5、应变传感器接口；6、加热线圈。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
试剂：
液态铟镓共晶合金(Ga 75.5％wt In 24.5％wt)、液态铟镓锡合金(In 22％wt Ga68％wt Sn 10％wt)购自北京浩克科技有限公司，聚乙烯吡咯烷酮(平均分子量1300000)、聚乳酸PLA、吐温20、石蜡油、N-(2-羟乙基)十二烷基酰胺、乙醇、壳聚糖购自上海麦克林生化科技有限公司；
磷酸缓冲液(PBS，PH＝7.2)，Tris-盐酸缓冲液(Tris-HCl，PH＝7.5)购自美国赛默飞世尔公司；
氟碳表面活性剂(FS-30)购自上海舰邦实业有限公司；
铟镓共熔合金购自Sigma Aldrich公司；
T恤丝印油墨(歌丽雅WG-NY102)购自中益油墨涂料有限公司；
聚二甲基硅氧烷预聚体以及其固化剂(Sylgard 184)购自Dow Corning公司；
Ecoflex 0030硅胶购自美国Smooth-On公司；
水性聚氨酯(Archsol 8560)购自万华化学集团股份有限公司；
热塑性聚氨酯(TPU 65A)购自东莞市鑫鑫塑胶原料有限公司；
弹性长袖泳衣购自天猫昉华运动户外专营店，品牌鲨巴特；
热转印墨水，热转纸购自珠海天威新材料股份有限公司，品牌天威；
医用导电水凝胶购自天猫创通海外旗舰店，型号Top-Touch。
导电纤维购自北京高志高美科贸有限公司，型号3D-76-KC575
仪器：
烘箱，购自上海浦东荣丰科学仪器有限公司、型号DHG-9030A；
超声波细胞破碎仪，购自必能信超声公司、型号S-450D；
扫描电子显微镜，购自Hitachi、型号S4800；
小型手动印花丝印机，购自京东远港五金工具专营店、型号:冠兴0C；
精密万用电表购自福禄克电子仪器仪表公司、型号8846A；
动态机械分析仪，型号DMA Q800；
喷枪，型号S-120，口径0.5mm，购自台湾山本气动设备公司；
热转印机，购自天猫畅印服务旗舰店，型号高压平板烫画机；
离心机，购自赛默飞世尔、型号Pico 17；
电磨机，购自琢美，型号DREMEL3000。
打印机，购自爱普生，型号EPSON4400
红外线热像仪购自FLIR公司，型号E40.
实施例1
本实施例用于说明液态金属导电油墨的制备。
将0.3g聚氧化乙烯，5uL氟碳表面活性剂加入10mL蒸馏水中，搅拌24h充分溶解。待聚氧化乙烯充分溶解后，取3毫升乙醇置于塑料管中，并同时加入5g液态铟镓锡合金(In22％wt Ga 68％wt Sn 10％wt)。用超声波细胞破碎仪在30％的幅度下超声60s，从而得到灰色的液态金属的在乙醇中的分散液。将分散液在2000转每分钟的速度下离心2分钟，去掉上清液，密封可长时间保存。在使用前，将2mL聚氧化乙烯的水溶液加入液态金属颗粒的沉淀中，搅拌均匀后即可使用。
实施例2
本实施例用于说明液态金属导电油墨的制备。
将5g聚乙烯吡咯烷酮加入100mL正癸醇中，搅拌24h充分溶解，制成聚乙烯吡咯烷酮的醇溶液。待聚乙烯吡咯烷酮(PVP)充分溶解后，取35毫升溶液置于烧杯中，并同时加入100g液态铟镓共熔合金(Ga 75.5％wt In 24.5％wt)。用电磨机以20000转每分钟的速度搅拌液态金属20分钟，金属在溶液中被分散成小颗粒，从而得到灰色的液态金属的油墨，搅拌均匀后即可使用。
实施例3
本实施例用于说明智能衣物表面柔性可拉伸导电线路的制备。
本发明使用丝印台将印刷油墨采用丝网印刷的方式将T恤丝印油墨按照图1的图案印刷在弹性长袖泳衣的内侧作为基底层，在80摄氏度的环境下烘干20分钟。接着继续使用丝印台将实施例1或者2的液态金属油墨印刷在基底层上，在80摄氏度的环境下烘干30分钟或者室温干燥24小时。最后再采用丝印台将T恤丝印油墨印刷在液态金属油墨层上，用于封装液态金属层。并在80摄氏度的环境下烘干20分钟。固化后，将弹性长袖泳衣拉伸30％，使得液态金属油墨导电。
实施例4
本实施例用于说明智能衣物表面柔性可拉伸导电线路的制备。
本发明使用商用的热转印方法，将商用热转印墨水利用打印机按照图1的图案打印至转印纸上，然后设置热转印机温度180摄氏度，时间100秒，将转印纸上的图案转印到弹性长袖泳衣内测，作为基底层。将所制得的导电油墨加入压电式喷头，喷头直径为40微米，在基底层上打印上液态金属的油墨，置于80摄氏度环境中烘干30分钟。最后再采用丝印台将T恤丝印油墨印刷在液态金属油墨层上，用于封装液态金属层。80摄氏度的环境下固化20分钟后，将弹性长袖泳衣拉伸30％，使得液态金属油墨导电。
实施例5
本实施例用于说明在智能衣物表面的导电线路上集成传感器。
(1)心电电极。
心电电极采用医用导电水凝胶或者导电纤维，导电水凝胶被裁成直径为25毫米的圆形，导电纤维被成径为25毫米的导电布，用硅胶固定在心电极的对应位置。如图1所示。
心电电极导联数视实际需求设计，在衣物的位置对应身体特定部位，R:右侧锁骨外1/3处L:左侧锁骨外1/3处F:左侧腋前线与肋弓交叉处肋骨面上N:右侧腋前线与肋弓交叉处肋骨面上v1：胸骨右缘第四肋间v2：胸骨左缘第四肋间v3：v2与v4连线的中点v4：左锁骨中线与第5肋间交点处v5：左腋前线与v4同一水平v6：左腋中线与v4同一水平。图1中包括6个心电电极，即R、L、F、N、v1、v5。为了避免液态金属直接与皮肤接触弄脏皮肤，本发明在液态金属电极上覆盖上一层导电材料，如导电的水凝胶、导电纤维等，导电水凝胶的覆盖方式为将医用导电水凝胶片直接贴在液态金属电极上，用纽扣固定。导电纤维的覆盖方式为直接将导电纤维纺织成导电布覆盖液态金属电极上。
加热恒温模块包括液态金属构成的加热线圈和温度传感器。液态金属的加热线圈呈蛇纹状，当电流通过时能产生焦耳热。温度传感器集成在加热线圈周围，用于监测体温及线圈的温度。当体温低于规定值时，加热线圈工作产热，到达规定的温度后停止工作，从而实现恒温的功能。
智能衣物中除了可以直接印刷的心电电极和加热线圈外，还预留出了传感器的接口，用于各种传感器如温度传感器，应力应变传感器、电化学传感器等。
控制器部分。控制器通过液态金属互联导线的触点与各传感器连接。控制器是负责提供电压、收集处理传感器的信号、将传感器的信号发送到用户端的集成电路。
(2)温度传感器。
本发明在预留的接口上接上商用的温度传感器，接口处用液态铟镓共熔合金连接，并使用硅胶封装。
(3)应变传感器。
本发明采用丝网印刷技术，在硅胶基底上按照蛇纹的形状印刷上液态金属油墨，80摄氏度环境干燥20分钟。之后拉伸硅胶基底，给予100％的应变，恢复形变后即可作为应变传感其使用。将应变传感器接至衣物上对应的位置。接口处用液态铟镓共熔合金连接，并使用硅胶封装。
(4)电化学电极。
本发明集成了钾离子电极作为电化学电极。本发明采用丝网印刷的方法将分别将碳工作电极油墨和银/氯化银参比电极油墨印刷在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上制成工作电极和参比电极，电极为2毫米*2毫米的矩形，电极用线宽为1毫米的碳工作电极油墨印制的导线引出，导线部分用硅胶封装。将2毫克缬氨霉素、0.5毫克四苯基硼酸钠、32.7毫克聚氯乙烯、64.7毫克双(2-乙基己基)癸二酸酯加入350微升的环己酮中充分溶解。将20微升上述混合溶液滴在工作电极上，干燥整晚。然后将79.1毫克聚乙烯醇缩丁醛和50毫克的氯化钠加入1毫升的甲醇中制成混合溶液，将20微升该混合溶液滴加在参比电极上，干燥整夜，至此制成钾离子电极。将电极接在衣物上预留的接口上，用于监测汗液中钾离子的浓度。
试验例1
此试验例用于说明本发明的智能衣物检测心电信号(8导联)。
本发明在衣物上制备实施例5的心电电极。实验者穿上该衣物，使得电极紧贴皮肤。可获得如图2A的心电信号。
试验例2
此试验例用于说明用本发明的智能衣物检测钾离子信号。
本发明在衣物上制备实施例5的钾离子电极。分别用浓度为0mmol/L，3.125mmol/L，6.25mmol/L，12.5mmol/L，25mmol/L，50mmol/L，和100mmol/L的氯化钾溶液处理智能衣物上的电极。为了证明对于钾离子的检测不会被衣物的拉伸变形所影响，在加入12.5mmol/L的氯化钾溶液时，对衣物施加30％的应变。不同的浓度的氯化钾溶液处理后，智能衣物能够输出不同的电位值，如图2B所示。
试验例3
此试验例用于说明用本发明的智能衣物用于动作的监控。
本发明在衣物上制备实施例5的应变传感器。实验者穿上衣物后做扩胸运动，应变传感器受到拉伸，其电阻发生会变化，从而检测被测试者的运动状况，如图2C所示。
试验例4
此试验例用于说明用本发明智能衣物的加热恒温模块的效果。
本发明在衣物上制备实施例5加热恒温模块。将保温的温度预设为42摄氏度。在常温下开始进行测试。智能衣物的加热线圈的温度变化利用红外线热像仪进行实时监控。在10分钟内，加热线圈区域的温度就能够达到42摄氏度，并能一直保持在此温度。如图3所示。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。
