來源 | Science Advances
原文 | https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg1837
01
隨著柔性材料和加工技術(shù)的發(fā)展，柔性電子皮膚被視為下一代可穿戴電子設(shè)備的“新載體”。運用柔性電子設(shè)備結(jié)合無線通信技術(shù)可以提高信號采集的準確性和多樣性，在臨床檢測和精準醫(yī)療中有巨大應(yīng)用潛力。
然而，柔性電路工作時會產(chǎn)生并積累焦耳熱，導(dǎo)致人體佩戴不舒適甚至面臨皮膚燒傷的風(fēng)險。此外，戶外溫度、光線以及對流效應(yīng)同樣會對柔性傳感系統(tǒng)的信號采集造成干擾。因此，開發(fā)可以與柔性電子設(shè)備良好結(jié)合的柔性材料，實現(xiàn)器件散熱、抗環(huán)境干擾等功能成為目前國際學(xué)界及工業(yè)界關(guān)注的前沿課題。現(xiàn)有的熱管理技術(shù)主要以基于熱傳導(dǎo)和熱對流的方式進行散熱，但是這些散熱模塊因為自身體積、重量以及剛性等限制而不適用于可穿戴柔性電子設(shè)備中。
02
成果掠影
香港城市大學(xué)于欣格/雷黨愿團隊開發(fā)了一種通用的熱管理策略，通過使用超薄、柔軟的輻射冷卻界面（USRI），該界面允許通過輻射和非輻射傳熱來冷卻皮膚電子設(shè)備中的溫度，從而實現(xiàn)大于56°C的溫度降低。USRI的輕質(zhì)和固有的柔性使其能夠用作適形密封層，因此可以很容易地與皮膚電子設(shè)備集成。從而可以演示包括柔性電路的焦耳熱被動冷卻，提高表皮電子器件的工作效率，以及穩(wěn)定皮膚界面無線光電體積描記傳感器的性能輸出。這些結(jié)果為在先進的皮膚界面電子設(shè)備中實現(xiàn)有效的熱管理提供了一條替代途徑，用于多功能和無線操作的醫(yī)療保健監(jiān)測。該論文以“Ultrathin, soft, radiative cooling interfaces for advanced thermal management in skin electronics”為題發(fā)表于《Science Advances》。
圖1 USRI 的設(shè)計。
圖2 USRI的結(jié)構(gòu)和光學(xué)表征。
圖3 用于皮膚電子設(shè)備中導(dǎo)電互連的被動冷卻。
圖4 可拉伸射頻無線皮膚電子產(chǎn)品的被動冷卻。
圖5 被動冷卻增強皮膚電子設(shè)備中的連續(xù)生理信號監(jiān)測。
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