人體皮膚作為人體最大的器官，不僅具有保護、分泌和呼吸的基本功能(玩河néng)，而且還(hái)是她動人類與物質世界相互作用和交流的重要體感系統。近年來，仿生電子靜下皮膚的開(kāi)發(fā)已經(jīng)激日民起(qǐ)了科研人員的極大興趣，其在可穿戴個人健康監測、智能(néng)玩林假肢和機器人、人機交互和人工智能(néng)等領域有著(zhe)廣泛銀他的應用。

基于不同的物理傳感機制，電子皮膚可以分為壓阻、電容、壓電和摩擦電長嗎等類型。電子皮膚能(néng)夠檢測和量化多種(zhǒng)環境刺激，包括溫好舞度、濕度、壓力、振動和觸覺，并將(jiāng)其轉化為實時(shí)和可視化外船的電子脈沖。摩擦納米發(fā)電機是一種(zhǒng)利用接觸起(q東路ǐ)電與靜電感應的耦合效應，將(jiāng)短用普遍存在的機械能(néng)轉化為寶貴電能(néng)的新型能(為房néng)量獲取技術，具有成(chéng)本低、結構簡單、使用哥舊方便、材料選擇多樣(yàng)、轉換效率高等優點，在可穿戴電源和自供電匠海傳感領域具有廣闊的應用前景，是能(néng)源自主式電子皮膚的理想選擇。光動

柔性、可拉伸性、靈敏性、适應性、機械耐久性是目前電子皮也就膚最常見的研究方向(xiàng)，也是比較容易實現房科的。近年來，為了提高電子皮膚的綜合性能(néng)，電子皮吧船膚的可回收性、自愈性、形狀記憶性、電緻數吧發(fā)光、機械發(fā)光等特殊功能(néng)逐漸被(bèi)師冷研究。盡管上述方面(miàn)不斷優化和完善，但電子皮膚的舒适都市性、安全性和環保性一直被(bèi)忽視，這(zhè)在很大程度上阻礙用見了電子皮膚的實際應用。因此，具有理想的舒适性和實用性的電子皮膚必須林體具有透氣性、生物降解性和抗菌性。透氣性是調節熱濕平衡，實現人體與外界環境氣體內秒交換的重要性能(néng)。然而城如，大多數高性能(néng)的電子皮膚都(dōu)是以膜作為電極或基質員吧，這(zhè)可能(néng)會(huì)導緻皮身音膚不适，甚至引發(fā)炎症和瘙癢。此外，電市中子皮膚與人體皮膚的長(cháng)期接觸，是微生物生長(cháng)的良好(畫懂hǎo)媒介，因此抗菌特性是電子皮膚抑妹船制細菌生長(cháng)、預防細菌感染的重要性能(néng)。此外，大地請部分材料都(dōu)不是一次性的也飛，在使用壽命結束時(shí)，可能(néng)會照姐(huì)變成(chéng)電子垃圾，費樂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是有團隊設計了一種(zhǒng)基于摩擦納米發(fā)電機的紙妹透氣可降解抗菌自供電的全納米纖維電子皮膚，實現了機務做械能(néng)收集和人體全身生理和關節運動信号吧女自驅動傳感。通過(guò)將(jiāng)聚乳酸男睡-羟基乙酸共聚物（PLGA）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維膜分别作為起(q如飛ǐ)電層和基底，銀納米線（AgNW）作為中間層，形成(c鐘師héng)了具有多層交錯納米纖維網老遠絡和衆多三維微納孔洞結構的基于摩擦納米發(fā)電機的電子皮膚，有利于人體皮膚哥了與外界環境的熱濕傳遞。同時(shí)，該電子皮膚中樹具有非常好(hǎo)的抗菌性能(néng理嗎)，能(néng)夠有效抑制大腸杆菌和金黃色葡萄球菌的生長(cháng)，阻店計止細菌感染。通過(guò)改變生物可降解材料PLGA和PVA的尺寸及搭學分配，該電子皮膚的降解周期可以調節為幾天到(dào)數周。此外，銀火該電子皮膚的最大輸出功能(néng)為130 mW /m2、電壓響應靈明頻敏度為0.011 kPa-1，可以實現人體全身生理信号（如微關水表情、脈搏、呼吸和發(fā)聲）相我和關節運動（如指關節、手肘、膝蓋和腳踝）的實時(問亮shí)非侵害自供電監測。這(zhè)項工作為開(kāi)發(fā)實用性的多商還功能(néng)電子皮膚提供了綠文前所未有的研究策略。該成(chéng)果以“A breathable, bi坐相odegradable, antibacterial, and行去 self-powered electronic skin based o去開n all-nanofiber triboelectric 資務nanogenerators”刀大 為題發(fā)表在Science Advances上。

基于摩擦納米發(fā)電機的全納米纖維電遠金子皮膚的結構設計和成(chéng)分特征

拉伸性，透氣性和電輸出性能(為水néng)表征

抗菌性和可降解性能(néng)表短司征

全身生理信号和關節運動監測

Science Advances (IF:12.8船分04) Pub Date :2020-06-26,

DOI: 10.1126/sciadv.aba9624湖用