隨著人們日益重視生理健康，越來越多的業界人士致力研發可貼附在人體各個部位的柔性可穿戴式傳感器，用于監測溫度、心率、肌電、血壓等多種生理特征。然而，對于起伏很大、拉伸形變明顯的身體部位，尚需構建一個更加立體的可變形結構，實現與皮膚在任何狀態下的共形接觸，提高信號質量，減少監測時的噪聲。

近日，北京大學信息科學技術學院、納米器件物理與化學教育部重點實驗室胡又凡研究員課題組在相關研究中取得重要進展。他們首先采用銀納米線（具有良好的透光性、導電性和機械柔韌性）作為導電材料、聚對二甲苯作為襯底材料，構建3μm厚的超薄AgNWs/parylene復合薄膜，在導電性、透明度、穩定性等方面均具有優勢。隨后，課題組將其應用于心電監測和高頻天線，所獲取的心電信號電壓幅值和信號特征與商用電極類似，可清晰記錄各波形的特征性心電圖峰；與此同時，制備的天線工作頻段在4.3 GHz以上，可覆蓋無線局域網（WLAN，5GHz）和射頻識別（RFID，4.3～5.8 GHz）的工作范圍，且具有良好的高頻特性和全向性。更重要的是，課題組基于“剪紙”工藝原理，提出一種構建三維可變形電子系統的通用方案，包括合理的激光圖案切割設計和獨特的圖形化流程。理論分析的結果證明通過切割圖形的設計，可有效增強薄膜與人體皮膚之間的黏附性。他們利用此三維可調結構，構建可變形的透明濕度傳感器，以手肘和手指關節為例，成功實現了這些部位的汗液監測。

被選為《先進科學》封面的可變形透明濕度傳感器研究

這一研究由此給出一種構建三維可變形傳感系統的通用策略，證明了在各類皮膚曲面上實現高性能傳感器系統的可行性，以及可應用于未來復雜皮膚表面的各類生理健康監測。2018年12月，相關工作以《剪紙啟發的可共形貼附于生物曲面的柔性可變形三維傳感器》（Kirigami-inspired deformable 3D structures conformable to curved biological surface）為題，發表于材料領域重要期刊《先進科學》（Advanced Science）（DOI: 10.1002/advs.201801070），并被選為當期封面（front cover）。信息學院2016級碩士研究生楊超為第一作者，胡又凡研究員為通訊作者，主要合作者包括工學院韋小丁研究員。上述研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等經費支持。

來源：北京大學