感知科学前沿

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。

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

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

基于织物的可穿戴电子器件因其独特的三维多孔结构，具有优异的柔韧性和透气性而备受关注。作者提出了一种通用而且耐用的织物内光刻策略，能在多孔织物结构上制备高精度的金属图案。所制备的金属图案具有低于100 µm的高精度，具有良好的机械稳定性、耐洗性和透气性。此外，这种可控的涂层渗透到织物支架内，通过织物的两侧显著提高微型设备和电子集成的性能。为了验证，作者展示了一个完全集成的织物多路汗液传感系统。该方法为构建性能可靠、穿着舒适的多功能织物柔性电子器件开辟了新的可能性。

基于纤维(1D)和织物(2D)的智能纺织传感器是理想的可穿戴设备选择。其柔韧的编织和独特的结构使其具有柔韧、轻便、透气性好、与服装结合可行的特点。文章详细介绍了新型材料和制备方法，重点讨论了电阻式纺织应变传感器的感知机理，包括纤维变形、隧穿效应、裂纹扩展、织物变形等。同时，讨论了电阻预测模型，用于指导传感器性能。最后总结了这些传感器的多功能性，包括多模信号检测、视觉交互、能量收集、热管理和医疗治疗等，为纺织传感器的研究提供新的视角。