南工IAM黄维院士、于海东教授、吕刚教授《Nano Energy》：在日常用品表面集成多种功能的柔性智能电子器件
研制在聚合物等功能材料表面集成多种功能的柔性智能电子器件正成为新兴电子产业的一种发展趋势，可以将多种功能集成在一种可穿戴器件上，能够实现日常生活的多种智能应用，在人类健康和人体活动监测等方面具有广阔的应用前景。但是，让一种器件具有多种智能显然具有很大的挑战，仅仅器件的制备流程就比较复杂。因此，如何研发简便的制备方法，确保日常生活用品能够承担多种新功能就变得越来越重要，将对可穿戴柔性智能电子器件的发展产生深远的影响。
近期，南京工业大学先进材料研究院的黄维院士、于海东教授和吕刚教授团队开发了一种电子智能创可贴，通过简单地将银纳米线网络和聚四氟乙烯/聚二甲基硅氧烷混合物涂覆在传统的创可贴表面，可以赋予传统创可贴多种新的功能。制备的智能创可贴能够表现出卓越的摩擦电特性和优异的应变传感特性。这种创可贴不仅可以像传统创可贴一样用来疗养伤口，还可以实现自供电的活动传感和人机互动交流，为研发多功能传感器件提供了一种廉价、方便和高效的方案，为可穿戴柔性智能电子器件的创新性发展开辟出广阔发展空间。这项研究工作以“Smart band-aid: Multifunctional and wearable electronic device for self-powered motion monitoring and human-machine interaction”为题发表在期刊《Nano Energy》上。（DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106840）
图 1. 电子智能创可贴的设计和柔性的展示。
这种智能创可贴不仅可以用于接触感知（即可以作为可穿戴应变传感器检测各种幅度的人体活动），也可用于非接触式感应（图 2）。由于智能创可贴具有高度的灵活性和优良的便捷性，可以在不影响正常人体活动的情况下实现人体活动的监测和识别。尤其是，这种智能创可贴具有高灵敏的性能和超智能的特性，可以检测一般应变传感器难以检测的人体脉搏和呼吸等功能信号。因此，这项研究成果在监测人体健康状况方面具有巨大的应用潜力。
图2. 利用智能创可贴感应人体活动的图示。
这种智能创可贴还具有手势识别功能，在虚拟现实、人机交互活动中显示出创新性的应用场景。研究人员可以利用智能创可贴随意遥控玩具车的运动，展示了利用智能创可贴实现手势智能遥控机械设备的新型应用前景。尤其是，这种智能器件还可以实现创伤患者恢复健康的全新的智能手段，对未来便携式智能医疗产品的研发推广具有令人振奋的广阔的发展前景。
图5. 将智能创可贴用于人机交互的图示。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106840
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