开发智能可穿戴防护系统对人类健康工程具有重要意义。理想的智能空气过滤系统应具有可靠的过滤效率、低的压降、医疗监护功能和人机交互能力(Man−Machine Interactive)。然而，现有的智能保护系统没有涵盖所有这些基本方面。

在这里，香港城市大学Jinlian Hu利用先进的纳米技术和机器学习技术开发了一种智能可穿戴过滤系统(IWFS)。

文章要点

1）基于摩擦电学原理，制备的IWFS具有持久的高颗粒过滤效率和100%的细菌保护效率，低压降为5.8 mmH₂O。

2）相应地，优化后的IWFS(87 NC)的电荷积累增加到原始纳米网格的3.5倍，显著提高了粒子的过滤效率。

3）通过分子动力学模拟、能带理论和开尔文探针力显微镜定量研究了修饰后纳米网格的β相增强和低表面电势等理论原理。此外，还通过机器学习和无线传输技术赋予了综合工作人员健康监护功能和MAN−机器交互能力。

4）研究人员对人的呼吸、咳嗽、说话等关键生理信号进行了检测和分类，识别率高达92%；制作的IWF可以实时采集医疗数据，并通过便携式电子设备无障碍地传输语音命令。

所实现的IWFS不仅对人类健康管理具有现实意义，而且对先进的可穿戴系统也具有重要的理论价值。

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Shuo Shi, et al, An Intelligent Wearable Filtration System for Health Management, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c02099

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02099