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一种具有定向吸湿排汗功能的仿生全纤维电子皮肤
发布日期:2023-04-21 浏览次数:288

近年来,人们对柔性电子皮肤的研究取得了很大进展。柔性电子皮肤在个人健康管理、人机交互等应用中发挥了重要作用。然而,许多具有良好采集性能的柔性生物电子器件是由聚合物薄膜或凝胶制成的,这类材料的透气性差,长时间与皮肤接触会导致佩戴不舒适,采集信号失真。因此,开发具有能量收集、透湿等多功能的电子皮肤具有重要意义。

香港城市大学胡金莲教授团队通过仿生设计,利用静电纺丝技术制备出了一种具有定向吸湿排汗功能的电子皮肤(DMWES),其由CNT改性PVDF纳米纤维的疏水层和PAN纳米纤维的亲水层组成,中间夹有电喷涂MXene/CNT导电油墨,通过明显的疏水-亲水差异诱导的表面能梯度成功实现了单向水分转移,可以自发地从皮肤吸收汗液并确保生物电信号的稳定性。

实验结果表明,定向吸湿排汗电子皮肤具有卓越的静态传感特性、宽压力范围内的高灵敏度和快速响应/恢复时间。

此外,基于DMWES的单电极摩擦电机可以提供21.6 μW/m2的高面功率密度和良好的循环稳定性。凭借卓越的压力传感和摩擦电性能,DMWES 可以实现全方位的医疗传感,包括精确的脉搏监测、语音识别和手势传感。

这项工作有助于为下一代具有高灵敏度、大工作范围、多种工作模式的透气自供电电子皮肤在人工智能、人机交互和软体机器人等领域的应用奠定了基础。

(来源:纺织导报官微)
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