隨著人們?nèi)找嬷匾暽斫】担絹碓蕉嗟臉I(yè)界人士致力研發(fā)可貼附在人體各個(gè)部位的柔性可穿戴式傳感器，用于監(jiān)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(gòu)建一個(gè)更加立體的可變形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)與皮膚在任何狀態(tài)下的共形接觸，提高信號質(zhì)量，減少監(jiān)測時(shí)的噪聲。

近日，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡又凡研究員課題組在相關(guān)研究中取得重要進(jìn)展。他們首先采用銀納米線（具有良好的透光性、導(dǎo)電性和機(jī)械柔韌性）作為導(dǎo)電材料、聚對二甲苯作為襯底材料，構(gòu)建3μm厚的超薄AgNWs/parylene復(fù)合薄膜，在導(dǎo)電性、透明度、穩(wěn)定性等方面均具有優(yōu)勢。

隨后，課題組將其應(yīng)用于心電監(jiān)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(shí)，制備的天線工作頻段在4.3 GHz以上，可覆蓋無線局域網(wǎng)（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(gòu)建三維可變形電子系統(tǒng)的通用方案，包括合理的激光圖案切割設(shè)計(jì)和獨(dú)特的圖形化流程。理論分析的結(jié)果證明通過切割圖形的設(shè)計(jì)，可有效增強(qiáng)薄膜與人體皮膚之間的黏附性。他們利用此三維可調(diào)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建可變形的透明濕度傳感器，以手肘和手指關(guān)節(jié)為例，成功實(shí)現(xiàn)了這些部位的汗液監(jiān)測。

被選為《先進(jìn)科學(xué)》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(gòu)建三維可變形傳感系統(tǒng)的通用策略，證明了在各類皮膚曲面上實(shí)現(xiàn)高性能傳感器系統(tǒng)的可行性，以及可應(yīng)用于未來復(fù)雜皮膚表面的各類生理健康監(jiān)測。2018年12月，相關(guān)工作發(fā)表于材料領(lǐng)域重要期刊《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）（DOI: 10.1002/advs.201801070），并被選為當(dāng)期封面。信息學(xué)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(xué)院韋小丁研究員。上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等經(jīng)費(fèi)支持。（來源：北京大學(xué)）