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靜電紡絲將成可穿戴設(shè)備制造關(guān)鍵技術(shù) 開發(fā)可穿戴電子設(shè)備和系統(tǒng)方面取得新進(jìn)展

時(shí)間:2022-07-04 16:24:14 來源: 科技日報(bào)


靜電紡絲技術(shù)是一種從聚合物基材制備具有可調(diào)能的納米纖維的技術(shù)。根據(jù)美國物理聯(lián)合會出版的《APL生物工程》雜志28日最新論文,美國塔夫茨大學(xué)的研究人員在使用該技術(shù)開發(fā)可穿戴電子設(shè)備和系統(tǒng)方面取得新進(jìn)展。

在最新研究中,他們展示了靜電紡絲材料的諸多優(yōu)勢。它們的高表面積與體積比使其具有更高的孔隙率和透氣,這對長期穿戴非常重要。此外,通過適當(dāng)?shù)木酆衔锘旌?,它們可?shí)現(xiàn)卓越的生物兼容。導(dǎo)電靜電紡絲納米纖維提供高表面積電極,實(shí)現(xiàn)靈活能改進(jìn),包括快速充電和高儲能能力。

論文作者薩米爾·桑庫塞說:“它們的納米級特征意味著其可很好地附著在皮膚上,而無需化學(xué)黏合劑,如果你對測量生物電勢感興趣,比如使用心電圖法測量心臟活動(dòng)或使用腦電圖法測量大腦活動(dòng),這一點(diǎn)很重要。”

在實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異電子傳輸?shù)募{米級晶體管形態(tài)方面,靜電紡絲比光刻技術(shù)要便宜得多,而且對用戶更友好。

年來,可穿戴技術(shù)呈現(xiàn)出爆炸發(fā)展趨勢。在柔傳感器、晶體管、能量存儲和采集設(shè)備的進(jìn)步的推動(dòng)下,可穿戴設(shè)備包括直接佩戴在人體皮膚上的微型電子設(shè)備,用于傳感一系列生物物理和生化信號,或與智能手表一樣,提供方便的人機(jī)界面。

在不影響其機(jī)械、電氣和化學(xué)特的可調(diào)節(jié)情況下,設(shè)計(jì)可穿戴設(shè)備以實(shí)現(xiàn)最佳的皮膚順應(yīng)、透氣和生物兼容是一項(xiàng)艱難的工作。靜電紡絲出現(xiàn)是該領(lǐng)域的一項(xiàng)令人興奮的進(jìn)展。

桑庫塞表示,他們已經(jīng)將靜電紡絲技術(shù)應(yīng)用于身體活動(dòng)監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)跟蹤、測量生物勢、化學(xué)和生物傳感等。

研究人員相信,在未來幾年,靜電紡絲技術(shù)將成為一種多功能、可行和廉價(jià)的可穿戴設(shè)備制造關(guān)鍵技術(shù)。他們指出,還有一些需要改進(jìn)的地方,包括擴(kuò)大材料的選擇范圍,提高與人體生理學(xué)結(jié)合的便利。研究人員建議,可以通過將可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)得更小,或者加入透明材料來改善其美感,使其“幾乎看不見”。(科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣)


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