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RSS订阅原创 Nature Communications|马兰戈尼效应构建空心金字塔微阵列制备高灵敏度柔性电容式压力传感器（健康监测/柔性压力传感/柔性电子/人机交互）
三维（3D）微结构因其在柔软性、轻质化、对3D表面的贴合性和可压缩性方面的显著优势，已经在生物医学监测、人机接口、机器人触觉和微型飞行器等领域引起了广泛关注。柔性电容式压力传感器（CPSs），由两片平行板组成，中间夹着一层软介电薄膜，具有设备构造简单、高灵敏度和快速响应速度等众多吸引人的优点。结构化介电层的三维机械设计在决定传感器性能方面起着至关重要的作用，如灵敏度（这是压力传感器的关键特性，因为它决定了感知微小压力和获取更多细节的能力，如轻柔触摸和脉搏检测）。
2025-04-04 13:22:54
75
原创 Nature Electronics|一种透气、可拉伸的液态金属基3D电子皮肤系统（健康监测/可穿戴电子/透汗透气性电子/电子皮肤/柔性电子/集成电路）
柔软且可拉伸的集成电子系统，具备连续感应和干预能力，有望应用于重症监护、康复、闭环诊断与治疗以及虚拟现实/增强现实领域。近年来，通过开发新型材料和可拉伸电子架构，在可拉伸电子技术方面取得了进展。特别是，基于横向应变耐受的岛-桥结构工程（例如，褶皱、蛇形和弹簧结构）以及垂直应变隔离工程使得传统的刚性集成电路（IC）组件能够与可拉伸聚合物基板集成。这种可拉伸的混合电子器件结合了成熟的IC设计和制造优势，同时匹配了柔软器官和组织的机械性能。
2025-04-04 12:57:04
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原创 Nature Communications|具有高时空分辨率的超灵敏柔性应变传感器（健康监测/柔性应变传感/可穿戴电子/柔性电子）
高灵敏度应变传感元件具有应变范围宽、响应速度快、稳定性高、传感面积小等特点，是构建高时空分辨率应变传感器阵列的理想器件。然而，当前的应变传感器依赖于基于裂纹的导电材料，存在传感面积和性能之间固有的权衡。在这里，作者提出了一种分子水平的裂纹调制策略，在这种策略中，作者使用逐层组装的方法在MXene和银纳米线阵列的导电膜中引入强的、动态的和可逆的配位键。作者使用这种方法制作了一种基于裂纹的可伸缩应变传感器，其传感面积非常小(0.25 mm^2)。
2025-02-11 15:50:01
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原创 Science Advances|一种用于弹性导电体的互连技术 （柔性传感/导电水凝胶/柔性电子）
柔性和可伸缩的电子设备由于脆弱的电路连接而容易发生故障。作者开发了一种低电压（1.5至4.5 V）和快速（低至5秒）的电焊策略，可在环境条件下将刚性电子元件和软传感器集成到柔性电路中。这是通过设计由硼酸酯聚合物和导电填料组成的导电弹性体实现，这些材料可以自我焊接并在金属、水凝胶和其他导电弹性体等多种材料上产生焊接效果。焊接效果是通过电化学反应触发的界面粘接促进剂暴露或动态键的裂解/重组来实现的。
2024-12-25 19:33:42
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原创 Nature Materials|高性能柔性器件转移方法 （柔性传感/柔性电池/柔性电子）
先进的转移印刷技术使高性能柔性和可拉伸器件的制备成为可能，使包括软电子、光电子、生物电子和能源设备在内的许多研究领域发生了革命性的变化。尽管之前有过创新，但仍然存在挑战，比如由于有毒化学品而引起的安全问题、昂贵的设备、转移过程中的薄膜损坏以及高温加工困难。因此，需要一种新的转移印刷工艺来实现高性能软电子设备的商业化。在这里，作者提出了一种基于薄膜沉积应力控制的无损伤干式转移印刷策略。首先，利用直流磁控溅射沉积应力控制金属双层薄膜。随后，应用机械弯曲来通过增加总应力来促进金属双层的释放。
2024-12-09 20:18:58
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原创 Nature Electronics|半嵌入式液态金属颗粒实现可拉伸纳米纤维薄膜电子器件的制备（健康监测/柔性电极/可穿戴电子/柔性电路/液态金属）
可拉伸电子器件在生物电子、可穿戴设备和健康监测领域具有重要应用。基于液态金属的可拉伸设备通常需要复杂的制备工艺，并且液态金属与聚合物基底之间的界面粘附性较差。在此，作者展示了含有半嵌入液态金属颗粒的电纺聚合物纤维薄膜，可用于制造可拉伸电子器件。纤维网中的液态金属颗粒在压力下破裂，填充纤维网孔形成导电区域。这使得能够使用电路图案化的印章创建具有高分辨率（最小线宽50μm）和稳定性（超过30,000次100%应变循环）的电路。这些电路可以与各种电子元件集成，实现不同的功能，包括方波信号输出、发光和无线充电。
2024-12-06 08:00:00
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原创 Nature Communications|应性形变主动冷却弹性体（可穿戴电子/柔性电子）
主动冷却弹性体概念源于软生物组织的血管温度调节，由于所需的界面机械顺应性，有望为人体皮肤、柔性电子产品和软机器人开发一种有效的散热方法。但其导热系数低、适应性差限制了其冷却效果。受骨骼结构的启发，这项工作提出了一种简单而通用的方法，用于制造具有双连续螺旋形相的任意几何形状的液态金属骨架弹性体，具有高导热性（高达 27.1 W/mK）和高拉伸性（应变极限> 600%）。受血流调节的血管舒张原理启发，作者还建立了一种液压驱动的共形变形策略，通过调节通道的液压压力来适应具有大表面粗糙度。
2024-12-04 17:19:44
57
原创 Nature Reviews Bioengineering|综述|皮肤启发的柔性生物电子材料、器件与系统（健康监测/柔性传感/电子皮肤/植入式电子/柔性电子/集成电路）
生物电子器件和组件由软性、基于聚合物的和混合电子材料制成的设备与人体形成自然界面。可拉伸介电体、导电和半导体聚合物的分子设计的进展，以及它们与各种金属和无机纳米或微米材料的复合材料，已经实现与组织和器官形成共形贴附的界面。然而，与软性生物电子系统集成的功能性能、稳定性和可靠性相关的技术挑战仍然存在。该综述讨论了软性有机和混合电子材料、器件组件和集成系统在生物医学应用中的最新进展，以解决这些挑战。作者首先讨论实现柔性且可拉伸设备的策略，强调在设计中融入内在可拉伸功能材料的分子和材料设计概念。
2024-11-20 16:56:32
296
原创 Nature Electronics|综述| 柔性脑机接口 （健康监测/柔性电极/可植入式电子/可穿戴电子/脑机接口/柔性电子/人机交互）
脑机接口（Brain-Computer Interfaces，BCIs）技术允许大脑与外部计算机之间实现直接通信，它在神经科学、医学和虚拟现实领域具有潜在应用。然而，当前的方法基于传统的刚性电子器件，并且受到与脑组织固有的机械和几何不匹配的限制。柔性电子器件，由于其拥有与大脑兼容的机械特性，能够克服这些局限性，并用于构建下一代脑机接口。在这里，作者探讨了柔性电子技术在脑机接口开发中的应用。
2024-11-13 10:00:00
625
原创 Nature Synthesis|电沉积可控制备复杂多级微结构助力SERS传感应用（电化学/微纳加工）
电化学沉积已被广泛用于集成电路元件互连和涂层制备，但很少被用于设计明确定义的微/纳米结构。在这里，作者提出了复杂多级无机微结构的电化学制备策略。作者在不同的电位波形下确定了两种不同的电化学生长模式——堆叠模式和平滑模式——。作者展示了这些生长模式如何可以单独或协同地工作，获得了其它技术不能制备的近百种超复杂微结构，为复杂微结构的按需制备开辟了新的途径。每个特定的电位波形对应于特定的微结构，使得能够准备丰富的微结构库。设计的微结构可以通过简单的氧化还原电位驱动的化学反应转化为其他材料。 作者初步研究了转化的纳
2024-11-11 21:00:04
857
原创 Nature Materials|可拉伸双层水凝胶实现固态表皮生物标志物原位检测（健康监测/柔性传感/可穿戴电子/导电水凝胶/柔性电子）
连续且原位地在生物流体（如汗液）中检测生物标志物可以提供关键的健康数据，但受到生物流体可获得性的限制。在这项工作中，作者设计了一种传感器，能够原位检测普遍存在于人类皮肤上的固态生物标志物。作者采用离子-电子双层水凝胶来促进固态分析物的顺序溶解、扩散和电化学反应。作者展示了对水溶性分析物（例如，固态乳酸）和水不溶性分析物（例如，固态胆固醇）的连续监测，其检测限分别为0.51和0.26 nmol/cm²。此外，双层水凝胶电化学界面相比传统的液体传感电化学界面，能减少运动伪影达三倍。在临床研究中，作者的柔性可穿戴
2024-11-11 20:16:45
919
原创 Nature Communications|一种柔性植入式诊疗一体机器人 （健康监测/柔性传感/植入式电子/柔性电子/人机交互）
受脊椎动物骨骼肌肉和感觉皮肤的协同一体化启发，作者提出了软机器人的感知、执行一体化集成设计策略，其主要由电子皮肤（electronic skin，e-skin）和人工肌肉组成。这些机器人采用原位溶液法将多功能传感和按需驱动集成到生物相容平台中。它们采用生物仿生设计，能够实现自适应运动且与组织无应力接触，并由无源无线模块支持，以实现不受束缚的操作。
2024-11-04 15:00:00
1740
原创 Nature|用于无线监测颅内信号的植入式柔性超声波传感器（柔性传感/健康监测/植入式电子/水凝胶）
直接和精确的颅内生理监测对于描述损伤、预测和预防疾病具有极其重要的意义。使用经皮导线的有线临床仪器虽然精确，但容易感染，患者活动受限，并且在拆除过程中可能出现手术并发症。无线植入式设备提供了更大的操作自由度，但也存在诸如检测范围有限、降解速度慢以及难以在人体内缩小尺寸等问题。在此，作者提出了一种可注射的、可生物吸收的无线元结构水凝胶（metagel）传感器，用于超声监测颅内信号。Metagel传感器的尺寸为2×2×2 mm³，包括可生物降解和刺激响应型水凝胶，以及具有特定声反射光谱的周期性排列的气柱。
2024-11-02 19:00:00
1000
原创 Nature Communications|综述|无线胶囊内窥镜机器人的最新研究进展和未来发展方向（健康监测/柔性传感/可吞服电子）
无线胶囊内窥镜（Wireless capsule endoscopy，WCE）提供了对消化系统的非侵入性评估，无需使用镇静剂且消除了传统内窥镜检查中存在的相关的风险。其重要性在于诊断胃肠组织的异常（特别是在小肠中）。然而，现有的商用WCE设备存在局限性，如缺乏自主病变检测和治疗能力。微机电系统和人工智能等先进技术的发展，促使人们将尖端技术集成到商用胶囊内窥镜中，旨在取代有线内窥镜。本综述讨论了智能胶囊机器人的未来需求，对各种方法的优点和缺点进行了比较评估，并重点介绍了与WCE相关的六种技术的最新发展。
2024-10-31 07:00:00
1595
原创 Science | 用于炎症控制的活性生物电子设备（健康监测/柔性传感/可穿戴电子/导电水凝胶/界面调控/电子皮肤）
电子设备和生物组织之间的无缝界面将给疾病诊断和治疗带来革命性的变化。然而，合成材料和活体组织之间的生物和生物力学差异也给生物电信号转导界面带来了挑战。作者提出了活性生物集成电子ABLE)平台，同时涵盖了生物源、生物机械和生物电学特性的能力。活性生物界面，包括生物电子布局和携带表皮葡萄球菌的水凝胶复合材料，使微生物-哺乳动物连接处的多模式信号传导成为可能。活性水凝胶的胞外成分是通过热释放天然产生的直链淀粉聚合物链而制备的，具有粘弹性，能够支持具有高活性的细菌。
2024-10-29 12:43:29
738
原创 Nature Communications|一种3D打印和激光诱导协同策略用于定制功能化器件（3D打印/激光直写/柔性电子/人机交互/柔性电路）
在自然界中，结构和功能材料经常形成程序化的三维(3D)组装来执行日常功能，这激发了研究人员设计多功能3D结构的灵感，尽管目前取得了很多进展，但将各种材料制造和组装成为功能性三维物体的通用方法仍然有限。为了弥合这一差距，作者提出了一种自由形式多材料组装工艺（FMAP），通过将3D打印（熔丝成型（FFF）、直接墨水写入（DIW））与自由形式激光诱导（FLI）相结合。3D打印执行3D结构材料组装，而FLI通过协同、编程控制在预设计的3D空间内制造功能性材料。本文展示了FMAP在空间制造各种类型的功能材料(金属、半
2024-10-25 23:10:38
948
原创 Science|具有超强机械感知力的仿生电子皮肤（柔性传感/可穿戴电子/电子皮肤/柔性电子/人机交互）
人类皮肤对机械刺激的感知源于感受器将外部力转化为电信号的转换过程。尽管通过模仿这些感受器的空间分布，可以使得电子皮肤对压力、剪切力和应变的测量具有一定的解耦感知能力，但仍然难以实现这些信号的精准分析。作者提出了一种具有三维结构的新型电子皮肤（three-dimensionally architected electronic skin，3DAE-Skin），其结构中的力和应变传感器模仿人体皮肤中Merkel细胞和Ruffini小体的三维布局进行排列。这种3DAE-Skin展现出优异的压力、剪切力和应变的解耦
2024-09-26 06:30:00
761
原创 Science|具有超强机械感知力的仿生电子皮肤（柔性传感/可穿戴电子/电子皮肤/柔性电子/人机交互）
人类皮肤对机械刺激的感知源于感受器将外部力转化为电信号的转换过程。尽管通过模仿这些感受器的空间分布，可以使得电子皮肤对压力、剪切力和应变的测量具有一定的解耦感知能力，但仍然难以实现这些信号的精准分析。作者提出了一种具有三维结构的新型电子皮肤（three-dimensionally architected electronic skin，3DAE-Skin），其结构中的力和应变传感器模仿人体皮肤中Merkel细胞和Ruffini小体的三维布局进行排列。这种3DAE-Skin展现出优异的压力、剪切力和应变的解耦
2024-09-25 07:00:00
1885
原创 Nature Electronics |无感佩戴的纤维基电子皮肤（柔性半导体器件/柔性健康监测/电子皮肤/柔性传感/纤维器件）
利用电子技术对人类皮肤和植物表皮等生物结构进行功能和感官增强，可以用于创建健康管理和环境监测平台。理想情况下，这种生物电子学界面不应阻碍其宿主固有的感觉和生理变化。在这里，作者提出通过原位系留有机生物电子纤维来实现对生物系统的无感增强。利用轨道纺丝技术，基于聚的无基底和开放纤维网络可以原位附着到生物表面，包括指尖、小鸡胚胎和植物。作者使用可定制的纤维网络来创建可以记录心电图和肌电图信号的在皮肤上的电极，皮肤栅控的有机电化学晶体管以及增强的触觉和植物界面。
2024-09-23 07:00:00
795
原创 Nature Communications|一种快速响应的智能可穿戴嗅觉接口（可穿戴电子/柔性电子/人机交互）
嗅觉反馈系统可以用于刺激人类情绪，提高警觉性，提供临床治疗，并建立沉浸式虚拟环境。目前，已报道的嗅觉反馈技术仍面临诸多挑战，如高延迟、大尺寸及有限的气味源。在此，作者提出了一种解决这些问题的通用策略，该策略包括基于微型气味发生器（odor generators，OGs）和先进人工智能（artificial intelligence，AI）算法的可穿戴式高性能嗅觉接口。OGs作为智能嗅觉接口的核心技术，展现了毫秒级响应时间、毫瓦级功耗和微型化尺寸的里程碑式进展。借助强大的AI算法，嗅觉接口在无延迟的混合现实（
2024-09-21 19:00:00
1555
原创 Nature | 应变不敏感的柔性可拉伸射频组件（柔性传感/柔性健康监测/可穿戴电子/界面调控/电子皮肤/柔性电子/集成电路）
可实现无线通信和无线能量传输功能的射频（radio-frequency，RF）电子器件，是可拉伸电子皮肤系统的重要组成部分。然而，最近的研究表明，即使在相对较低的弹性应变下，可拉伸RF元件电气性能会发生显著变化，比如天线谐振频率的变化。这些变化直接导致可拉伸系统中无线信号强度或能量传输效率大幅降低，特别是在皮肤表面等物理动态环境中。在这里，作者提出了一种能够在各种弹性应变下完全保持原始射频特性的应变不变可拉伸射频电子器件，使用“介电-弹性”材料作为基底。介电-弹性材料具有物理可调的介电性能，有效地避免了与R
2024-08-23 16:02:23
1151
原创 Nature|通过范德华层压实现三维单片集成系统 （半导体器件/集成电路）
二维（2D）半导体由于其表面无悬挂键和能够与各种基底集成而不受传统晶格匹配的约束，展示出在三维单片（monolithic three-dimensional，M3D）集成方面具有巨大潜力。然而，由于原子级的体厚度，2D半导体与微电子学中各种高能工艺不兼容，其中多个2D电路层的M3D集成具有挑战性。在这里，作者提出了一种替代的低温M3D集成方法，通过范德华（van der Waals，vdW）层压整个预制电路层，其中加工温度控制在120°C。通过进一步逐层重复vdW层压工艺，在垂直方向实现了具有10个电路层的
2024-08-19 19:04:43
1158
原创 Materials Today|用于婴儿监护的柔性电子设备 （柔性健康监测/柔性传感/可穿戴电子/电子皮肤/柔性电子）
婴儿是非常脆弱的，需要特殊的医疗护理。持续监测婴儿的重要生理信息对于了解他们的健康状况至关重要。然而，目前婴儿的健康监测是在受控医院里进行的，还存在一些问题，如潜在的医源性损伤、妨碍亲密的亲子接触以及在临床应用中容易产生并发症。最近，柔性电子设备已成为一种具有显著优势的功能配件和移动婴儿监测平台。本综述全面总结了柔性电子在先进婴儿监测方面的研究进展。作者首先介绍婴儿的解剖学特征、疾病和治疗方面的生理特征。根据这些特征，讨论了婴儿柔性生物电、生物物理、生物化学和多模态监测技术的进展成果。此外，作还从传感器设计
2024-07-29 09:00:00
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原创 Nature Electronics|柔性可吞服电子设备用于胃部电生理学监测（柔性健康监测/可吞服电子/柔性
从胃肠道和肠道神经系统记录高质量电生理数据的能力有助于了解各种疾病，并通过早期诊断改善医疗健康。然而，这样的测量仍然具有挑战性，因为电极必须通过手术植入或佩戴在皮肤上，这导致了信号质量和侵入性之间的权衡。在这里，作者提出了一种用于胃部电生理监测的可吞服设备。这种非侵入性系统通过吞服的方式实现胃部多模态电生理信号的实时监测（MiGUT），由封装的电子器件和一个感应电极带组成，该电极带在送达胃部后展开以与粘膜接触。然后，该设备记录并通过无线传输将生物电信号传输到外部接收器。作者展示了该设备可以在大动物模型中记录
2024-07-26 17:11:24
1140
原创 Nature Electronics|激光诱导的图案化导电水凝胶用于生物组织界面（柔性健康监测/导电水凝胶/界面调控/植入式电子/柔性电子）
导电水凝胶可以用于制造与生物组织接口的电极，因为它们具有相似的力学性能和在生理环境中的高电导率。近年来，导电水凝胶的电学和力学性能有所改善，但在潮湿环境中仍然存在耐久性和可靠性问题。在这里，作者展示了可以使用激光诱导相分离和界面结构来制造高稳定性的导电水凝胶，并将其粘附到各种基底上。通过这种方法，导电聚合物可以选择性地转化为具有湿态电导率为101.4 S/cm的导电水凝胶，并且可以以空间分辨率达到5 μm进行图案化。
2024-07-14 09:00:00
1089
原创 Nature Communications|柔性高密度、高灵敏应变传感器阵列（柔性应变传感/界面调控/电子皮肤/柔性电子）
在工程应用中，准确地映射应变分布对于评估应力集中和估计疲劳寿命至关重要。然而，传统的应变传感器阵列在平衡灵敏度和传感密度以实现有效的应变映射方面面临巨大挑战。在本研究中，作者基于带刺纳米球间的F-N隧穿效应利用单分散尖刺状碳纳米球和聚二甲基硅氧烷制备了一种高密度应变传感器阵列，所制备的传感器在0%到60%的应变范围内可以实现高达70,000的灵敏度、100pixel /平方厘米的感测密度并保持99%以上的对数线性。每个单元中尖刺状碳纳米球高度有序组装也确保了单元间高度一致性（标准偏差≤3.82%）。此外，该
2024-07-12 09:00:00
1977
原创 Nature Communications|柔性无感智能隐形眼镜（柔性传感/可穿戴电子/柔性电子）
眼动追踪技术通过检测用户的眼动并解码他们的注意力和意图，实现了高效、自然、轻松的人机交互。这项工作提出了一种微型、无感且生物相容的智能隐形眼镜，用于原位眼动追踪和无线眼机交互。通过采用频率编码策略，无芯片、无电池的隐形眼镜成功地检测到眼动和眼睑闭合。通过使用时间序列眼动追踪算法，该隐形眼镜具有
2024-07-11 22:59:15
1587
原创 Science|N型半导体水凝胶（柔性半导体器件/柔性健康监测/导电水凝胶/柔性电子）
水凝胶是一类具有可调机械性能、多样生化功能和良好离子导电性的生物界面材料，但由于缺乏半导体特性，使得水凝胶在电子学中的应用受到很大限制，通常作绝缘体或导体使用。作者基于水溶性n型半导体聚合物开发了单网络和多网络水凝胶，赋予常规水凝胶半导体能力，这些水凝胶表现出良好的电子迁移率和高开关比，实现了低功耗和高增益的互补逻辑电路和信号放大器的制备。作者还验证了具有良好生物粘附性和生物相容性界面的水凝胶电子器件可以感知和放大具有更高信噪比的电生理信号。
2024-07-10 09:00:00
1080
原创 Science Advances|用于肌电检测的柔性微针电极阵列（健康监测/柔性传感/柔性电子）
可伸缩的三维穿透式微电极阵列在多个领域具有潜在的应用前景，如神经科学、组织工程和可穿戴生物电子学。这些三维微电极阵列可以穿透并适应动态变形的组织，从而以微创方式促进对内部区域的定向感知和刺激。然而，定制可伸缩的三维微电极阵列的制作面临着材料整合和图案化的挑战。在这项研究中，作者介绍了一种用于体外检测局部肌肉内肌电信号的可伸缩微针电极阵列（SMNEAs）的设计、制造和应用。作者采用了一种独特的混合制造方案，基于激光微加工、微加工和转移印刷技术，实现了可扩展制造可独立寻址的高可延伸性SMNEA（60%至90%）
2024-07-08 09:43:34
1354
原创 Nature Communications|用于电子皮肤的自主自愈晶体管（柔性半导体器件/电子皮肤/柔性电子）
类皮肤场效应晶体管是用于未来人机交互电子皮肤应用的生物集成设备的关键元件。尽管最近类皮肤可拉伸晶体管发展迅速，但在赋予这些晶体管自主自愈能力的同时保持必要的电气性能仍然是一个挑战。在这里，作者描述了一种能够自主自愈的可拉伸聚合物晶体管。活性材料由电绝缘超分子聚合物与半导体聚合物或气相沉积金属纳米团簇的混合物组成。一个关键特征是对类皮肤晶体管中的所有有源层（即导体/半导体/电介质层）使用相同的超分子自愈聚合物基质。这提供了层之间的粘附性和紧密接触，从而促进了自主愈合后在应变下的有效电荷注入和传输。
2024-07-05 10:07:51
772
原创 Nature Communications|高强度透汗3D PVDF压电纳米纱线应变传感器（可穿戴电子/透汗透气性电子/柔性纤维传感/纤维器件/柔性智能织物/柔性电子）
商用可穿戴压电式传感器由于其电子封装而具有优异的抗干扰稳定性。然而，封装使其无法透气（干扰了身体和外部环境之间的气体循环和交换），损害了人体穿戴的舒适性。针对这一问题，作者开发了一种强度高达313.3 MPa的PVDF 压电纳米纤维，利用先进的3D纺织技术将PVDF压电纳米纤维与不同的纱线编织成3D压电织物(threedimensional piezoelectric fabric，3DPF)传感器。在已报道的柔性压电传感器中，3DPF的抗拉强度最高(46.0 MPa)。3DPF具有反重力单向液体输送的特性
2024-06-24 18:50:01
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原创 Nature Electronics|微器件在柔性基底上的高密度集成（可穿戴电子/界面调控/电子皮肤/柔性电子）
微器件可以被集成在柔性基底上，以创建高性能和多功能的人—机界面。然而，现有的集成方案通常使用未图案化、厚和刚性的粘合层，这可能会增加弯曲刚度并损害机械顺应性。在这里，作者提出了微器件在柔性基底上的位置选择性和各向异性导电集成。通过使用速度控制的浸渍转移涂覆方法，在高密度微器件阵列上选择性地沉积粘合剂前驱体。该技术抑制了毛细作用和减少设备之间不必要的涂层，从而最大限度地减少了影响聚合物基底固有顺应性的粘合范围。粘合剂中的铁磁颗粒被磁性自组装成定义明确的各向异性链，从而产生低接触电阻且相近端子之间的不会产生电干
2024-06-18 10:16:11
1545
原创 Nature|高性能柔性纤维电池 （柔性智能织物/可穿戴电子/界面调控/柔性电池/柔性电子）
用聚合物凝胶电解质替换液态电解质被认为是解决可穿戴电池安全问题并实现高柔性的一种通用且有效的方法。然而，由于润湿性差导致的聚合物凝胶电解质与电极之间的界面不良，产生较差的电化学性能，特别是在电池变形过程中。在这里，作者提出了一种在电极中设计通道结构的策略，可以将聚合物凝胶电解质纳入其中，从而为高性能可穿戴电池形成紧密稳定的界面。作为演示，将多个电极纤维旋转在一起形成排列整齐的通道，而每个电极纤维的表面均设计了网状通道。单体溶液首先沿着排列整齐的通道有效渗入，接着渗入网状通道。然后对单体进行聚合产生凝胶电解质
2024-06-16 18:00:00
2448
原创 Science Advances|用于胃部pH监测和早期胃漏检测的生物可吸收无线无源柔性传感器（健康监测/柔性传感/柔性电子）
在靠近目标内脏器官的位置上持续监测生物标志物可以提供更准确和高效的有关术后状态的可行性信息。例如，胃手术后腹腔内pH值的变化，可以作为潜在危及生命的渗漏事件的直接指标。在这里，作者提出了一种生物可吸收、无线、无源传感器，以满足这一临床需求，旨在局部监测pH值以早期发现胃渗漏。pH响应性水凝胶作为转换器，与机械优化的电感器-电容器电路耦合，用于无线读取。该平台能够在临床相关时间段(长达7天)内以快速响应时间(在1小时内)实时监测PH值，并及时检测动物模型中的模拟胃渗漏。
2024-06-14 09:00:00
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原创 Science Advances|全溶液工艺制备超柔性有机光电器件（柔性电子/柔性传感/可穿戴电子/电子皮肤/有机光电器件）
通过全溶液工艺可以实现有机光电器件的大规模制造及多种功能超薄可穿戴电子产品的集成。然而，有机光电子复杂的多层堆叠器件结构给大规模生产带来了挑战。在这里，作者建立了全溶液工艺来制造可穿戴的、自供电的光电容积描记(PPG)传感器，通过使用适用于有机光伏、光电探测器和发光二极管的三层器件结构，实现了与蒸镀电极参考器件相当的性能和更高的稳定性。基于全溶液处理的有机发光二极管和光电探测器的PPG传感器阵列可以在大面积的超薄基底上制备，以实现长期存储稳定性。作者将其与大面积、全溶液处理的有机太阳能组件集成在一起，实现了
2024-06-13 10:47:05
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原创 Nature Communications|基于离子导电和强力蚕丝纤维的智能感知纺织品 （柔性智能织物/可穿戴电子/柔性纤维传感/柔性电子）
将纺织品赋予感知功能，类似于人类皮肤，对于下一代智能可穿戴设备的开发至关重要。迄今为止，能够制备感知潜在危险并准确定位手指触摸的感知纺织品仍然是一个挑战。在本研究中，作者提出了基于导电丝素蛋白离子水凝胶（SIH）纤维设计和制备智能感知纺织品的方案，这些纺织品能够对外部危险做出电响应，并精确检测人体触摸。这些纤维具有优异的断裂强度（55 MPa）、延展性（530%）、稳定且良好的导电性（0.45 S·m(–1)），这归因于定向结构和离子的掺入。作者基于SIH纤维制备了的防护纺织品，可以对火、水以及尖锐物体做出
2024-06-11 19:10:11
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原创 Nature Communications|柔性自驱动仿生眼（离子凝胶/仿生眼/柔性电子）
仿生眼应该是自驱动的、可修复的，并且能够适应任意几何形状。这样的眼睛可以在不需要外部能量的情况下，实现广域检测和有效的视觉信号处理，同时通过用健康的光感受器替换功能失调的光感受器进行视觉恢复的视网膜移植。已经构建了各种各样的人工眼，包括半球形硅、钙钛矿和异质结构光感受器，但是创建具有移植适应性特征的零功耗视网膜形态系统仍然难以实现。通过将神经形态学原理与视网膜和离子弹性体工程相结合，作者展示了一种由离子凝胶异质结作为光感受器的自驱动半球形视网膜形态眼。受光热电效应驱动的受体显示出宽带光检测（365到970
2024-06-02 09:00:00
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原创 Nature Communications|一种超快响应的电子皮肤（柔性压力传感/界面调控/电子皮肤/柔性电子）
柔性压力传感器可以将机械刺激转化为电信号与环境进行交互，模拟人类皮肤的功能。电容型柔性压力传感器是人工皮肤中最广泛使用的设备之一，然而，它的响应-恢复速度（数十毫秒）很缓慢，因此无法检测动态刺激或高频振动。在这里，作者展示了电极-介质界面的接触-分离行为是一个能量耗散过程，实质上决定了传感器的响应-恢复时间。因此，作者利用有效减小界面摩擦和能量耗散的微结构粘接界面，将响应和恢复时间降低到约0.04ms。高响应-恢复速度使传感器能够检测超过10kHz的振动，这不仅实现了动态力检测，还适用于声学应用。该传感器还
2024-05-31 09:00:00
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原创 Science Advances|柔性超韧半导体纤维的大规模制备（柔性半导体器件/可穿戴电子/纤维器件/柔性电子）
共轭聚合物具有良好的光电特性，但其脆性和机械特性差，阻碍了它们制成耐用的纤维和纺织品。在这里，作者提出了一种通用方法，使用流动-增强结晶（flow-enhanced crystallization，FLEX）方法连续制备高强度、超韧共轭聚合物纤维。与传统的半导体聚合物纤维和薄膜相比，这些纤维的拉伸强度（>200MPa）和韧性（>80MJ /立方米）高出一个数量级，优于许多合成纤维，适合大规模生产。当用作可拉伸导体、热电材料、晶体管和传感器时，这些纤维还表现出独特的应变增强电子特性和优异性能。这项工作不仅突出
2024-05-29 12:36:43
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原创 Nature Communications | 柔性半导体器件的大规模集成（柔性半导体器件/柔性电子）
高形状因子电子产品(high-form-factor electronics)的出现导致了对完全可拉伸性的无机薄膜器件和电路进行高密度集成的需求。然而，无机材料的固有刚度和脆性阻碍了它们在自由形态电子产品中的应用。在这里，作者通过基于光刻的自下而上方法展示了高度集成的对应变不敏感的可拉伸金属氧化物晶体管和电路（442个晶体管/cm(2)），其中晶体管通过流体液态金属互连嵌入到大面积的分子定制的非均匀弹性基底（5×5 cm(2)）中。无定形铟镓锌氧晶体管阵列（7×7），各种逻辑门和环形振荡器电路的单个晶体管和
2024-05-26 09:00:00
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