人體皮膚作為人體最大的器官，不僅具有保護、分泌和呼吸的基本你南功能(néng)，而且還(hái)是人類與我照物質世界相互作用和交流的重要體感系統。近年來，仿生電子皮膚的開(kāi)發(輛也fā)已經(jīng)激起(qǐ)了科研人員的極大興趣，其在可穿戴個人健康監測化花、智能(néng)假肢和機器人、人機交互和人林看工智能(néng)等領域有著(zhe)廣泛的應用。

基于不同的物理傳感機制，電子皮膚可以分為壓阻、電容、坐微壓電和摩擦電等類型。電子皮膚能(néng)夠檢測和量化多輛拍種(zhǒng)環境刺激，包括溫度、濕度、壓力、振動和觸覺，并將(jiān人笑g)其轉化為實時(shí)和可視化的電子脈到林沖。摩擦納米發(fā)電機是一種(zhǒng)利用接觸行視起(qǐ)電與靜電感應的耦合效應，將(jiāng)普遍存在的機械機音能(néng)轉化為寶貴電能(néng)的新型能(n睡子éng)量獲取技術，具有成(chéng)本低、結構簡單算很、使用方便、材料選擇多樣(yàng)、轉換區從效率高等優點，在可穿戴電源和自供坐大電傳感領域具有廣闊的應用前景，是謝答能(néng)源自主式電子皮膚的理想選擇。

柔性、可拉伸性、靈敏性、适應性、機械耐久性是目前電子皮膚最電道常見的研究方向(xiàng)，也是比舊信較容易實現的。近年來，為了提高電子皮膚的綜合性能(néng站站)，電子皮膚的可回收性、自愈性、形狀記憶性、電緻發(fā)光、機械發(fā)光雪商等特殊功能(néng)逐漸被(b筆科èi)研究。盡管上述方面(mi鐘新àn)不斷優化和完善，但電子皮膚的體朋舒适性、安全性和環保性一直被(bèi)忽視，這(zhè)在很大程度上阻礙了電子火慢皮膚的實際應用。因此，具有理想的舒适性和實用醫妹性的電子皮膚必須具有透氣性、生物降解性和抗菌性。透氣性是調節熱濕平衡，實日聽現人體與外界環境氣體交換的重要性能(né畫近ng)。然而，大多數高性能(né路腦ng)的電子皮膚都(dōu)是以膜作為電極或基質，這(zhè)可能(n綠南éng)會(huì)導緻皮膚不适，甚至引發還唱(fā)炎症和瘙癢。此外，電子皮膚與人體皮膚的長(c說麗háng)期接觸，是微生物生長(cháng)的良好(hǎo)媒介，因此抗師廠菌特性是電子皮膚抑制細菌生長(cháng)、預防細愛的菌感染的重要性能(néng)。此外，大部分材料都(dōu)不是一次性的，遠可在使用壽命結束時(shí)，可能(néng)會(huì)變成(chéng)電子近行垃圾，甚至危害人體或污染環境。

近日，中科院北京納米能(néng)源與系統研究所研究團隊設計了一種(z明姐hǒng)基于摩擦納米發(fā)電機的透氣可降解抗菌自供電的全納件歌米纖維電子皮膚，實現了機械能(néng)收集和人體全身生理和關節運動女喝信号自驅動傳感。通過(guò)去醫將(jiāng)聚乳酸-羟基乙酸共聚物腦火（PLGA）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維膜分别作為起(qǐ)電層和基底媽拿，銀納米線（AgNW）作為中間層，形成(chéng)了具什筆有多層交錯納米纖維網絡和衆多三維微納孔洞結構的基于關理摩擦納米發(fā)電機的電子皮膚，有利于人體皮膚與日日外界環境的熱濕傳遞。同時(shí)，該電子皮膚看鐘具有非常好(hǎo)的抗菌性能(大算néng)，能(néng)夠有效抑制大腸杆菌和金黃色機白葡萄球菌的生長(cháng)，阻止細菌感染。通過(guò)改志聽變生物可降解材料PLGA和PVA的尺寸及搭配，該電子皮膚的降解媽友周期可以調節為幾天到(dào)數周時慢。此外，該電子皮膚的最大輸出功能(néng)費山為130 mW /m2、電壓響應靈敏度玩站為0.011 kPa-1，可以實現人體全身生理信号（如有高微表情、脈搏、呼吸和發(fā)聲）和關節運動（如區和指關節、手肘、膝蓋和腳踝）的實時聽文(shí)非侵害自供電監測。這(zhè)項工作為錢多開(kāi)發(fā)實用性的多功能(néng)電子皮膚提供了前唱秒所未有的研究策略。該成(chéng)果以“A breathable, 紅高biodegradable, antibacterial, an笑拿d self-powered elect得對ronic skin based on all-nanofiber tr睡如iboelectric nan一藍ogenerators” 為題新事發(fā)表在Science Advances上。

基于摩擦納米發(fā)電機的全納米纖維電子皮膚的結構設計風秒和成(chéng)分特征

拉伸性，透氣性和電輸出性能(néng)表舞路征

抗菌性和可降解性能(néng外友)表征

全身生理信号和關節運動監測

Science Advances (IF:12.子能804) Pub Date :20來農20-06-26,

DOI: 10.1126/sciadv.aba9624