[发明专利]一种日光辐照强度可视化的皮肤健康监测手环的制备方法

说明书

本发明涉及高分子复合材料领域，公开了一种日光辐照强度可视化的皮肤健康监测手环的制备方法，本发明手环以复合温敏水凝胶为原料，先通过紫外光照光催化剂直接引发复合温敏水凝胶的自由基聚合，再吸附染料后经真空封装制得。其原理为：在日光辐照下，利用均匀负载在手环中的光催化剂降解吸附的亚甲基蓝染料实现手环的颜色变化即褪色过程来表明人体皮肤的日光辐照阈值是否达到。该类皮肤健康监控手环具有制备简单、指示灵敏、低成本和可穿戴的特点。因而，本发明的皮肤健康监测手环可有效预防人体皮肤由于日光辐照过量引起的皮肤红斑、晒伤甚至是皮肤癌等皮肤疾病。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，尤其涉及一种日光辐照强度可视化的皮肤健康监测手环的制备方法。

背景技术

太阳光与人类的日常生活、工农生产和医药等各领域息息相关，主要体现在如杀菌、固化和光催化反应等方面。适当的紫外光和低波段的可见光辐射有利于促进人体内维生素D的合成，这有助于强健人体骨骼和增强人体的免疫系统。然而，过度的紫外光和低波段的可见光辐射也会对人类的皮肤造成巨大的危害。在户外过度的日光辐照会直接造成人体皮肤红斑和对视力的损害，而长期处于日光的过度辐照下会进一步诱导细胞的新陈代谢，导致皮肤过早老化，眼部病变，甚至诱发皮肤癌等疾病。因此，有效监测人体皮肤所受的日光辐照量是否达到阈值是预防皮肤损伤和皮肤病的有效手段之一。

目前，比较成熟的检测太阳光中紫外线强度的产品主要是由光致发光、光致电流等光敏元件复合制得的一类电子产品。这类产品的特点是高效灵敏、能测得紫外线辐照的具体强度并以数字信号表示。但这类产品也存在组成部件复杂、成本高、需协同其他装置才能实现对紫外线辐照的高效检测、需外接电源和无法满足可穿戴性的问题。目前，制备简单、成本低、太阳光辐照检测高效的可穿戴性产品在市场上还比较稀少。

作为一种非金属光催化材料，g-C₃N₄具有低成本、适中的带隙(2.7eV)和能带位置、物理和化学稳定性等特点而广泛用于光引发聚合、水制氢和光降解有机物等领域。但制备的g-C₃N₄粉末存在易团聚、难回收的缺陷，这很大程度上抑制了自身的光催化降解效率。如果g-C₃N₄存在的缺陷能被解决即进一步提升光催化降解效率，那么利用g-C₃N₄光降解染料的褪色过程作为日光辐照强度的指示材料而用于人体皮肤健康监测领域将具有很高的应用前景。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种日光辐照强度可视化的皮肤健康监测手环的制备方法，本发明手环以复合温敏水凝胶为原料，先通过紫外光照光催化剂直接引发复合温敏水凝胶的自由基聚合，再吸附染料后经真空封装制得。其原理为：在日光辐照下，利用均匀负载在手环中的光催化剂降解吸附的亚甲基蓝染料实现手环的颜色变化即褪色过程来表明人体皮肤的日光辐照阈值是否达到。该类皮肤健康监控手环具有制备简单、指示灵敏、低成本和可穿戴的特点。因而，本发明的皮肤健康监测手环可有效预防人体皮肤由于日光辐照过量引起的皮肤红斑、晒伤甚至是皮肤癌等皮肤疾病。

本发明的具体技术方案为：

一种日光辐照强度可视化的皮肤健康监测手环的制备方法，包括以下步骤：

1)将温敏单体M1和M2、化学交联剂M3、光催化剂M4和海藻酸盐M6按质量百分比(0-3)∶(0-3)∶(0.01-0.04)∶(0.22-0.87)∶1依次加入去离子水中，配制成均相水溶液，在密封容器中注入光引发配位剂M5，通入氮气，直至形成均相的混合溶液；其中温敏单体M1和M2至少一种含量不为0。

2)将上述混合溶液超声处理，同时用紫外灯光照继续反应，直至混合溶液开始呈现凝胶状并凝固，得到复合水凝胶。

3)将凝固后的复合水凝胶在室温下静置继续固化，然后将固化的复合水凝胶浸泡于二价阳离子溶液中置换出海藻酸盐中的阳离子；取出后再浸泡于水中，得到纯化后的复合温敏水凝胶。