人体皮肤是覆盖全身的最大器官之一，在调节人体相互作用方面起着重要作用。受人类皮肤功能和特点的启发，电子皮肤逐渐成为研究热点，其在无创医疗系统、人机交互、人工智能和假肢都有着广泛的应用前景。同时实现电子皮肤的多种功能属性，如灵活性、拉伸性、透明度、舒适性、生物降解性和自供电能力，对于电子皮肤的长期实际应用至关重要。
近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所吴治峄研究员、王中林院士团队设计了一种基于摩擦纳米发电机的壳聚糖基电子皮肤，该电子皮肤具有优异透汗性，可控可生物降解性，高透明度和自供电传感能力。此外，文中提出了一种简单、高效和可大规模制备方法来构建可拉伸、超薄、透明和形状可设计的金纳米纤维电极。该电子皮肤能够实0-70 kPa 压力范围内0.012 kPa−1的灵敏度和70 ms的响应时间。同时，电子皮肤具有出色可控的生物降解性能，为新一代瞬态电子皮肤提供了新的研究策略。该工作以题为“Sweat-Permeable, Biodegradable, Transparent and Self-powered Chitosan-Based Electronic Skin with Ultrathin Elastic Gold Nanofibers”发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。本文的第一作者是中国科学院大学彭晓博士、董凯副研究员和张宇飞博士为共同一作。
图1 壳聚糖薄膜的制备过程。
图2 不同壳聚糖薄膜的性能表征，包括透明度、拉伸性、亲疏水性和透汗性。
图3 金纳米纤维电极的制备过程和形貌表征。
图4 基于摩擦纳米发电机壳聚糖基电子皮肤的电学性能表征。
该工作有望拓宽电子皮肤在绿色电子设备、透明器件和舒适可穿戴产品等方面的应用。
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