“透气”电子产品为功能更强大的可穿戴技术铺平了道路

工程研究人员已经创造出超薄的、可伸展的透气电子材料，允许这种材料“呼吸”。这种材料是专门为生物医学或可穿戴技术设计的，因为气体渗透性允许汗水和挥发性有机化合物从皮肤上蒸发，使用户更舒适-特别是长期穿戴。

这项研究论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)机械与航空航天工程教授朱勇(音译)表示：“气体渗透性是相对于早期可伸缩电子产品的一大进步。”“但我们用来制作材料的方法也很重要，因为这是一个简单的过程，很容易放大。”

具体地说，研究人员使用了一种名为呼吸图方法的技术来创造一种可伸展的聚合物薄膜，其特点是孔洞分布均匀。通过将薄膜浸泡在含有银纳米线的溶液中，对薄膜进行涂层。然后，研究人员对材料进行热压，将纳米线密封到位。

朱说：“得到的薄膜显示出导电性、光学透过率和水蒸气渗透性的极好组合。”由于银纳米线嵌入在聚合物表面的正下方，这种材料在出汗和长期穿戴后也表现出极好的稳定性。“。

这篇论文的合著者、北卡罗来纳州立大学前博士后研究员、现任石溪大学(Stony Brook University)教员的姚珊珊(音译)表示：“最终结果非常薄-只有几微米厚。”“这样可以更好地与皮肤接触，使电子产品有更好的信噪比。

姚说：“可穿戴电子产品的透气性不仅对舒适性很重要。”“如果可穿戴设备不透气，也会引起皮肤刺激。”

为了展示这种材料在可穿戴电子产品中的应用潜力，研究人员开发并测试了两种典型应用的原型。

第一个原型由皮肤可安装的干电极组成，用作电生理传感器。它们有多种潜在的应用，例如测量心电图(ECG)和肌电图(EMG)信号。

“这些传感器能够以极好的质量记录信号，与商业上可用的电极不相上下，”朱说。

第二个原型展示了人机界面的纺织品集成触摸传感。作者使用一种与多孔电极集成的可穿戴纺织品套筒来玩俄罗斯方块等电脑游戏。相关视频可在https://youtu.be/7AO_cq8A_BE.上观看。

朱说：“如果我们想要开发可穿戴的传感器或用户界面，可以长时间佩戴，我们就需要透气的电子材料。”“因此，这是向前迈出的重要一步。”

这篇名为“透气、超薄、可伸展的表皮电子学与多孔电极”的论文发表在“ACS Nano”杂志上。这篇论文的第一作者是南京邮电大学(NUPT)的博士生周伟新(音译)，他在北卡罗来纳州担任访问学者时参与了这个项目。这篇论文是由北卡罗来纳州立大学的博士生王洪宇和南京理工大学的杜青川共同撰写的。这篇论文的联合通讯作者是南京理工大学教授马艳文(音译)。..。

这项工作是在国家科学基金会的支持下完成的，资助号为CMMI-1728370。

作者：南京邮电大学周伟新，杜青川，马艳文；北卡罗来纳州立大学和石溪大学姚珊珊；北卡罗来纳州立大学王洪宇和朱勇。

摘要：通过自组装多孔衬底和导电纳米结构，我们提出了透气、超薄和可伸展的电极。采用高效、可扩展的呼吸图方法引入多孔骨架，然后对银纳米线(AgNW)进行浸渍和热压以提供导电性。所得薄膜的透过率为61%，方阻为7.30Ω/sq，水蒸气渗透率为23 mg cm-2h-1。下面嵌入了AgNW..。