梳理：大牛王中林、裴啟兵、趙選賀、歐陽建勇、張偉等近期可穿戴電子器件研究進展

1、 ACS Nano：銀納米線-細菌纖維素復合纖維基傳感器，用于壓力和接近度的高靈敏度檢測

美國加州大學洛杉磯分校裴啟兵教授等人報告了一種采用夾層結構的高靈敏度，大檢測范圍雙峰電容式光纖傳感器的簡便制造方法，該傳感器同時實現了接觸壓力和非接觸式接近傳感。通過將銀納米線（AgNWs）/細菌纖維素（BC）電極與同軸聚二甲基硅氧烷（PDMS）電介質涂層依次通過簡單的濕紡和浸涂相結合，從而組裝光纖。研究人員所制備的纖維具有超薄的多孔核-殼結構，可提供良好的可壓縮性和增強的電場投射能力。經證明，基于AgNW-BC光纖的傳感器可以高精度檢測和識別人聲和脈搏波的微弱信號。研究人員還開發了一種無需接觸鍵即可彈奏的非接觸式鋼琴，以及檢測物體空間移動的非接觸式位置傳感器，從而說明了其卓越的靈敏度。

文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c06063

2、Science Advances：具有多功能分層圖案化的自供電觸覺傳感器

中科院北京納米能源與系統研究所王中林院士等人報道了一種多功能，觸覺自供電傳感器，可實現壓力，溫度和材料感測。該構造采用多層堆疊的形式：（i）疏水性聚四氟乙烯（PTFE）膜作為帶電層；（ii）涂有銀納米線（Ag NWs）膜的兩個Cu板作為電極；（iii）海綿類石墨烯/聚二甲基硅氧烷（PDMS）復合材料作為對壓阻和熱電效應的響應成分。該器件的特點是具有高溫檢測分辨率，1 K和15.22 kPa^-1的壓力感應靈敏度。該設備的關鍵在于根據PTFE薄膜與物體之間產生的電信號推斷材料性能。研究人員介紹了一種簡單的算法，使用MATLAB運行的查找表算法來分析計算機上的信號。作為概念驗證，研究人員表明該設備可以推斷10種不同的平面材料。這項工作開辟了在多功能觸覺中使用自供電傳感器的新途徑。

文獻鏈接：http://advances.sciencemag.org/content/6/34/eabb9083

3、 ACS Nano：適用于消防應用的阻燃紡織基摩擦電納米發電機

中科院北京納米能源與系統研究所王中林院士等人提出了一種可穿戴的阻燃摩擦電納米發電機（FT-TENG）并制造出來，用于易燃場景中的機械能收集和自供電傳感。至于耐火性，用LBL自組裝技術處理的每種棉織物都表現出優異的自熄能力，而未處理的棉織物容易燃燒。另外，可以通過增加溶液濃度和沉積次數來提高耐火性。對于能量收集，FTTENG在3 Hz的分接頻率下可以產生343.19 mW / m2的最大峰值功率密度。此外，FT-TENG即使在17個不同的位置點火，也可以保留49.2％的初始電輸出。當FT-TENG暴露于220°C時，也會保留34.48％的電輸出。由于其出色的性能，FT-TENG被用作消防員的能量收集器，用于將機械能轉換為電能，以及用于森林自救和火災報警系統的自供電傳感器，可以準確地傳遞火災位置信息即使發現者無法正確描述位置，也可以實時進行。由于棉織物的廣泛應用和火災的可怕危險，該多功能，低成本，安全和環保的FT-TENG在未來具有輕型，柔性，可穿戴和阻燃自供電設備的巨大潛力。

文獻鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07148

4、Nature Materials：生物電子學的生物粘附電接口

美國麻省理工學院趙選賀教授等人報告了一種電生物粘附（電子生物粘附）界面，以實現生物電子設備與各種濕動態組織之間的快速，堅固，共形和導電整合。電子生物粘附界面由石墨烯納米復合材料的薄層實現，可以很容易地將生物電子設備粘附到濕的動態組織表面。當干燥的電子生物粘附界面接觸濕的組織表面時，電子生物粘附界面通過水合作用去除水分，隨后各向異性（僅在厚度方向）膨脹，從而在5 s內與組織表面形成快速而牢固的整合。粘附在組織表面后，電子生物粘附界面變成具有高水含量，柔軟性和可拉伸性的石墨烯納米復合水凝膠薄層，與柔軟的生物組織的機械性能相匹配。如果電子生物粘附界面位于生物電子設備的電極上，則可以使其具有導電性，從而可以對下層組織進行電記錄和刺激。此外，可以通過應用觸發溶液從目標組織中良性地去除電子生物粘附界面，從而允許按需和無創傷地收回植入的生物電子設備。因此，電子生物粘附界面不僅為解決組織-設備集成中長期存在的挑戰提供了一個很有前途的解決方案，而且還為未來在潮濕的生理環境下開發功能和功效的生物集成電子學提供了有價值的見解。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1038/s41563-020-00814-2

5、AFM:?可穿戴的可拉伸干式和自粘式應變傳感器，與皮膚保持適形接觸，可進行高質量的運動監測

新加坡國立大學歐陽建勇教授等人通過溶液處理制備了由感測層和粘合層組成的干式自粘應變傳感器。兩層都是可拉伸的。傳感層由rGO和CNT的非粘性WPU復合材料制成。它可以具有較高的規格因子和寬廣的感測范圍。粘合劑WPU涂覆在傳感層上，用于保形接觸皮膚傳感器。粘性應變傳感器用于監測大或小應變的身體運動，包括手指，腕部，膝蓋，腳踝和肌肉的運動。始終觀察到高質量信號且噪聲低。信號質量遠高于控制非粘性應變傳感器。當它們用于曲線皮膚表面或不規則皮膚變形時，它們的優勢變得更加明顯。粘附性還使他們能夠監視沿兩個垂直方向的運動，并且可以沿兩個方向檢測到高質量的信號。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202007495

6、Science Advances：集成剛性、柔軟和液體材料，實現可自我修復、可回收和可重構的可穿戴電子產品

美國科羅拉多大學波爾德分校張偉教授等人報告了一種多功能可穿戴電子系統，該系統可以基于改性的聚亞胺化學同時提供完全的可回收性，出色的機械拉伸性，自修復性和可重構性。通過先進的機械設計和低成本的制造方法，通過剛性（芯片組件），軟性（具有新配方的動態共價熱固性聚亞胺）和液態（共晶LM）材料的異質集成，實現了這種可穿戴電子產品。在這種可穿戴電子系統中，現成的芯片組件可提供對人體的高性能感測和監視，包括物理運動跟蹤，溫度監視以及聲學和心電圖（ECG）信號的感測。它們通過本質上可擴展且堅固的LM電路互連，并由動態共價熱固性聚亞胺基矩陣封裝。聚亞胺網絡中的鍵交換反應以及LM的流動性使可穿戴電子設備能夠自損壞時自愈，并可以針對不同的應用場景重新配置為不同的配置。此外，通過氨基轉移反應，聚亞胺基體可以解聚為可溶于甲醇并與芯片成分和LM分離的低聚物/單體。所有回收的材料和組件都可以重復使用，以制造新的材料和設備。

文獻鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd0202

本文由eric供稿。

本內容為作者獨立觀點，不代表材料人網立場。

未經允許不得轉載，授權事宜請聯系kefu@cailiaoren.com。

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱: tougao@cailiaoren.com.

投稿以及內容合作可加編輯微信：cailiaorenVIP。