梳理：大牛王中林、裴启兵、赵选贺、欧阳建勇、张伟等近期可穿戴电子器件研究进展

1、ACS Nano：银纳米线-细菌纤维素复合纤维基传感器，用于压力和接近度的高灵敏度检测

美国加州大学洛杉矶分校裴启兵教授等人报告了一种采用夹层结构的高灵敏度，大检测范围双峰电容式光纤传感器的简便制造方法，该传感器同时实现了接触压力和非接触式接近传感。通过将银纳米线（AgNWs）/细菌纤维素（BC）电极与同轴聚二甲基硅氧烷（PDMS）电介质涂层依次通过简单的湿纺和浸涂相结合，从而组装光纤。研究人员所制备的纤维具有超薄的多孔核-壳结构，可提供良好的可压缩性和增强的电场投射能力。经证明，基于AgNW-BC光纤的传感器可以高精度检测和识别人声和脉搏波的微弱信号。研究人员还开发了一种无需接触键即可弹奏的非接触式钢琴，以及检测物体空间移动的非接触式位置传感器，从而说明了其卓越的灵敏度。

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c06063

2、Science Advances：具有多功能分层图案化的自供电触觉传感器

中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士等人报道了一种多功能，触觉自供电传感器，可实现压力，温度和材料感测。该构造采用多层堆叠的形式：（i）疏水性聚四氟乙烯（PTFE）膜作为带电层；（ii）涂有银纳米线（Ag NWs）膜的两个Cu板作为电极；（iii）海绵类石墨烯/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合材料作为对压阻和热电效应的响应成分。该器件的特点是具有高温检测分辨率，1 K和15.22 kPa^-1的压力感应灵敏度。该设备的关键在于根据PTFE薄膜与物体之间产生的电信号推断材料性能。研究人员介绍了一种简单的算法，使用MATLAB运行的查找表算法来分析计算机上的信号。作为概念验证，研究人员表明该设备可以推断10种不同的平面材料。这项工作开辟了在多功能触觉中使用自供电传感器的新途径。

文献链接：http://advances.sciencemag.org/content/6/34/eabb9083

3、ACS Nano：适用于消防应用的阻燃纺织基摩擦电纳米发电机

中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士等人提出了一种可穿戴的阻燃摩擦电纳米发电机（FT-TENG）并制造出来，用于易燃场景中的机械能收集和自供电传感。至于耐火性，用LBL自组装技术处理的每种棉织物都表现出优异的自熄能力，而未处理的棉织物容易燃烧。另外，可以通过增加溶液浓度和沉积次数来提高耐火性。对于能量收集，FTTENG在3 Hz的分接频率下可以产生343.19 mW / m2的最大峰值功率密度。此外，FT-TENG即使在17个不同的位置点火，也可以保留49.2％的初始电输出。当FT-TENG暴露于220°C时，也会保留34.48％的电输出。由于其出色的性能，FT-TENG被用作消防员的能量收集器，用于将机械能转换为电能，以及用于森林自救和火灾报警系统的自供电传感器，可以准确地传递火灾位置信息即使发现者无法正确描述位置，也可以实时进行。由于棉织物的广泛应用和火灾的可怕危险，该多功能，低成本，安全和环保的FT-TENG在未来具有轻型，柔性，可穿戴和阻燃自供电设备的巨大潜力。

文献链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07148

4、Nature Materials：生物电子学的生物粘附电接口

美国麻省理工学院赵选贺教授等人报告了一种电生物粘附（电子生物粘附）界面，以实现生物电子设备与各种湿动态组织之间的快速，坚固，共形和导电整合。电子生物粘附界面由石墨烯纳米复合材料的薄层实现，可以很容易地将生物电子设备粘附到湿的动态组织表面。当干燥的电子生物粘附界面接触湿的组织表面时，电子生物粘附界面通过水合作用去除水分，随后各向异性（仅在厚度方向）膨胀，从而在5 s内与组织表面形成快速而牢固的整合。粘附在组织表面后，电子生物粘附界面变成具有高水含量，柔软性和可拉伸性的石墨烯纳米复合水凝胶薄层，与柔软的生物组织的机械性能相匹配。如果电子生物粘附界面位于生物电子设备的电极上，则可以使其具有导电性，从而可以对下层组织进行电记录和刺激。此外，可以通过应用触发溶液从目标组织中良性地去除电子生物粘附界面，从而允许按需和无创伤地收回植入的生物电子设备。因此，电子生物粘附界面不仅为解决组织-设备集成中长期存在的挑战提供了一个很有前途的解决方案，而且还为未来在潮湿的生理环境下开发功能和功效的生物集成电子学提供了有价值的见解。

文献链接：https://doi.org/10.1038/s41563-020-00814-2

5、AFM:可穿戴的可拉伸干式和自粘式应变传感器，与皮肤保持适形接触，可进行高质量的运动监测

新加坡国立大学欧阳建勇教授等人通过溶液处理制备了由感测层和粘合层组成的干式自粘应变传感器。两层都是可拉伸的。传感层由rGO和CNT的非粘性WPU复合材料制成。它可以具有较高的规格因子和宽广的感测范围。粘合剂WPU涂覆在传感层上，用于保形接触皮肤传感器。粘性应变传感器用于监测大或小应变的身体运动，包括手指，腕部，膝盖，脚踝和肌肉的运动。始终观察到高质量信号且噪声低。信号质量远高于控制非粘性应变传感器。当它们用于曲线皮肤表面或不规则皮肤变形时，它们的优势变得更加明显。粘附性还使他们能够监视沿两个垂直方向的运动，并且可以沿两个方向检测到高质量的信号。

文献链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202007495

6、Science Advances：集成刚性、柔软和液体材料，实现可自我修复、可回收和可重构的可穿戴电子产品

美国科罗拉多大学波尔德分校张伟教授等人报告了一种多功能可穿戴电子系统，该系统可以基于改性的聚亚胺化学同时提供完全的可回收性，出色的机械拉伸性，自修复性和可重构性。通过先进的机械设计和低成本的制造方法，通过刚性（芯片组件），软性（具有新配方的动态共价热固性聚亚胺）和液态（共晶LM）材料的异质集成，实现了这种可穿戴电子产品。在这种可穿戴电子系统中，现成的芯片组件可提供对人体的高性能感测和监视，包括物理运动跟踪，温度监视以及声学和心电图（ECG）信号的感测。它们通过本质上可扩展且坚固的LM电路互连，并由动态共价热固性聚亚胺基矩阵封装。聚亚胺网络中的键交换反应以及LM的流动性使可穿戴电子设备能够自损坏时自愈，并可以针对不同的应用场景重新配置为不同的配置。此外，通过氨基转移反应，聚亚胺基体可以解聚为可溶于甲醇并与芯片成分和LM分离的低聚物/单体。所有回收的材料和组件都可以重复使用，以制造新的材料和设备。

文献链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd0202

本文由eric供稿。

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