得益于新一代傳感器技術(shù)，汗水正在幫助解開人類健康和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的秘密。

科技公司和生物化學(xué)研究人員早就意識(shí)到汗水在科研上的可能性，且一直在致力于打造傳感器，以便監(jiān)測(cè)和解釋汗液來用于各種用途，如診斷疾病和幫助運(yùn)動(dòng)員提高成績。能夠分析人體汗液的傳感器已經(jīng)出現(xiàn)了十多年，但隨著傳感器設(shè)計(jì)和技術(shù)近年來的進(jìn)步，該類傳感系統(tǒng)才迅速走向商業(yè)化。

除了水以外，汗液還含有身體分泌的各種其他物質(zhì)。正是那些物質(zhì)讓人們得以了解身體的內(nèi)部運(yùn)作，了解身體是否健康。

斯坦福大學(xué)的研究人員在論文中寫道，“汗液提供了大量關(guān)于病人健康狀況的信息，而且很容易獲取，因此適合于穿戴式、非侵入性的生物傳感。汗液中含有重要的電解質(zhì)、代謝物、氨基酸、蛋白質(zhì)和激素，可以通過它來監(jiān)測(cè)代謝性疾病、生理狀況或人的醉酒程度。”

Nextflex和GE Electronics一直在研發(fā)一種傳感器，來通過追蹤汗液的量和成分來監(jiān)測(cè)脫水情況。Nextflex戰(zhàn)略項(xiàng)目主管斯科特·米勒表示，“如果我們能夠追蹤自己出汗的速度，或許還能同時(shí)追蹤汗水中的濃度，我們就能真正開始了解身體的水合狀態(tài)。”該系統(tǒng)已經(jīng)在海軍飛行員身上進(jìn)行了測(cè)試，意在跟蹤他們?cè)诠ぷ鲿r(shí)的水合狀態(tài)。

汗液傳感器的作用可能不僅限于監(jiān)測(cè)身體狀況。斯坦福大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)打造了一個(gè)可測(cè)量汗液中的皮質(zhì)醇(有時(shí)被稱為“壓力荷爾蒙”)的傳感器。雖然這種傳感器在未來可能對(duì)監(jiān)測(cè)壓力很有用，但在短期內(nèi)，它們更有可能用于跟蹤皮質(zhì)醇水平過高或過低的疾病，比如愛迪生氏病或庫欣綜合征。

研究人員已經(jīng)在就汗液傳感的醫(yī)學(xué)應(yīng)用展開研究。以糖尿病患者很難消化的葡萄糖為例。為了監(jiān)測(cè)血液中的葡萄糖水平，糖尿病患者通常需要刺破手指，擠出一滴血，然后用一個(gè)微型監(jiān)測(cè)器來進(jìn)行檢測(cè)。用傳感器檢測(cè)取代侵入性檢測(cè)，會(huì)減輕糖尿病患者的自我檢測(cè)負(fù)擔(dān);汗液監(jiān)測(cè)的可行性正在被探究。

除了監(jiān)測(cè)人體對(duì)某些疾病的治療的反應(yīng)以外，汗液傳感器最終可能還會(huì)被用于改善囊性纖維化等疾病的診斷。囊性纖維化是一種導(dǎo)致壽命縮短的遺傳疾病，已經(jīng)在采用汗液檢測(cè)手段來進(jìn)行診斷，但檢測(cè)結(jié)果要幾天才能出來。標(biāo)準(zhǔn)的汗液測(cè)試會(huì)測(cè)量汗液中氯離子的濃度，以此作為疾病的證據(jù);基于傳感器的測(cè)試會(huì)使用相同的原理，但操作起來要容易得多，而且可以立即得出結(jié)果。

血液分析一直是醫(yī)學(xué)上測(cè)量人體各種物質(zhì)水平的默認(rèn)方式，但血液能告訴你的東西是有限的，而且血液收集也既費(fèi)時(shí)又痛苦。通過汗液感應(yīng)，醫(yī)療人員可以收集較長時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)——例如，電解質(zhì)水平在一天中如何變化——而抽血只能提供一次性的信息。隨著分析汗液所需的電子設(shè)備變得越來越小，未來或許可以在手腕上進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析。

那么，為什么汗液分析在醫(yī)學(xué)上不受歡迎呢?

汗液的收集和分析工作一直以來都費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此這一領(lǐng)域的研究相對(duì)較少。

美國西北大學(xué)材料科學(xué)與工程教授約翰·羅杰斯(John Rogers)一直致力于打造可伸縮的汗水傳感器。他說道，“很多的不確定性來自生物學(xué)層面，而這些設(shè)備可以很好地進(jìn)行測(cè)量，這是毫無疑問的。我們可以量化汗液中各種成分的濃度。我認(rèn)為最大的問題是汗液化學(xué)與血液化學(xué)之間的相關(guān)性。”

到目前為止，業(yè)界對(duì)于汗液傳感器的理想配置還沒有達(dá)成共識(shí)：有的基于生化分析，有的基于生物電。前者通過測(cè)量汗液的電導(dǎo)率來計(jì)算電解質(zhì)水平，后者則直接測(cè)量汗液的成分。這些信息要么由微控制器就地分析，要么使用NFC或藍(lán)牙等無線標(biāo)準(zhǔn)傳回外部系統(tǒng)進(jìn)行分析。其他的系統(tǒng)則使用智能手機(jī)應(yīng)用掃碼所用的那種傳感器，根據(jù)傳感器在汗液中的顏色變化來測(cè)量電解質(zhì)水平。

汗液分析還存在其他問題：汗液的成分因人而異，甚至在同一個(gè)人身上，汗液的成分也可能因飲食習(xí)慣等因素而變化，因此系統(tǒng)將需要適應(yīng)個(gè)人獨(dú)特的汗液形態(tài)。

汗液傳感器還有一些技術(shù)問題需要解決。從長遠(yuǎn)來看，汗液傳感系統(tǒng)將需要盡可能地有彈性和可伸縮，這樣才能確保它們適用于任何類型的皮膚。

汗液傳感器背后的電子和材料科學(xué)可能還需要進(jìn)行一些改良，但它確實(shí)擁有誘人的前景：在未來，一些醫(yī)學(xué)測(cè)試將能夠在家里進(jìn)行，你只需要一個(gè)可穿戴的貼片。更重要的是，它有望讓消費(fèi)者和職業(yè)運(yùn)動(dòng)員能夠根據(jù)全新的數(shù)據(jù)來源來提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。