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  由于環境問題和氣候問題的日益加劇，來自陽光的紫外線輻照及其防護越來越受到人們的關注。長期暴露于陽光下會對人體健康造成嚴重影響，如引起眼部疾病、皮膚衰老、紅斑曬傷甚至增大罹患皮膚癌的風險。目前，對于陽光紫外線輻照的防護方法主要是基于防曬霜和防紫外線服飾，雖然可以提供足夠的紫外線輻射防護，但防曬霜每隔2-3 小時需要重新涂抹，導致產品使用的便捷性降低。而防紫外線服裝在夏天的穿著舒適度較差。此外，上述防護方法無法為用戶提供紫外線輻照劑量或閾值的信息。而目前采用的具有光致發光特性的有機材料，盡管能夠靈敏地指示特定波長的光強，但同樣無法監測紫外線輻照閾值。因此，設計可精確監測皮膚所需紫外線輻照閾值的柔性可穿戴設備對于實現安全有效的皮膚健康管理至關重要。

  在前期研究中，鐘齊教授團隊利用g-C₃N₄對染料的降解量與紫外線輻照劑量呈線性關系的特性，成功制備了可對紫外線輻照劑量進行可視化監測的復合水凝膠。在此基礎上，鐘齊教授團隊以提高g-C₃N₄的光催化降解性能和優化可穿戴性為出發點，構建了比表面積更高、具有自黏附特性的復合納米凝膠體系。制備獲得的復合納米凝膠，不僅具有更優異的紫外光吸收性能（圖1），且對不同類型染料（ABY-6G、MB和NR）的光催化降解過程與紫外線輻照劑量呈線性關系（圖2）。其穩定的光褪色過程和差異化的光催化降解速率可分別用于指示三種不同紫外線輻照閾值：皮膚合成維生素D、引起皮膚紅斑和增大罹患皮膚癌風險所需的紫外線輻照劑量。由于納米凝膠中的溫敏聚合物組分玻璃化轉變溫度較低，因此在室溫下具有一定的黏性，可自黏附于皮膚表面。

圖1.g-C₃N₄納米片（黑色曲線）、純納米凝膠（藍色曲線）和復合納米凝膠（紅色曲線）在200-400 nm波長范圍的紫外-可見吸收譜圖。

圖2. （a）復合納米凝膠吸附ABY-6G（橙色曲線）、MB（藍色曲線）和NR（紅色曲線）后在氙燈照射下的K/S值變化曲線。（b）相應的褪色過程照片。

  受《搗練圖》中唐朝服飾和妝容特色的啟發，團隊設計了兩種自黏附、可涂繪的紋身貼用于指示三種不同紫外線輻照閾值（圖3）。紫外線輻照指示紋身貼的黏附效果優異，無論是日�；顒�，還是劇烈運動（如跳遠），均不會受到影響，且在使用后利用濕巾即可擦除（圖4）。

圖3. 兩種自黏附、可涂繪的紫外線輻照指示紋身貼的光褪色過程和所需紫外線輻照時長及劑量（（a）：氙燈照射；（b）室外實測：29 °C，光照強度：764.3 W m^-2）。

圖4. 紫外線輻照指示紋身貼的裝身效果展示。

  該可涂繪型紋身貼能夠同時滿足指示紫外線輻照閾值的技術要求和穿戴者對美學表達的藝術需求，具備良好的應用價值（圖5）。

圖5. 基于復合納米凝膠的可涂繪型紋身貼的應用示意圖。

  相關研究成果以“Hybrid Nanogels-based Printable Tattoos Inspired by Lady Costume from Tang Dynasty for Monitoring Solar Ultraviolet Radiation”為題，發表于Advanced Optical Materials（DOI: org/10.1002/adom.202202248）。

  論文的第一作者為浙江理工大學博士研究生胡能，通訊作者為鐘齊教授，共同通訊作者為浙江理工大學蔡欣副教授和西北工業大學王維佳副教授。該課題研究獲得了國家自然科學基金（項目批注號：52173087，51403186和51611130312）資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adom.202202248