8倍延展!中國研究團隊開發出新型電子紋身 1000次拉伸後傳感靈活性依然驚人

紋身形態的健康監測設備，已經不再是一個科幻的概念，而是一個可以實現的事情。這樣的形態下，適應運動狀態的數據實時監測，也變得輕而易舉。

除了輕薄的性能，其無創緊貼的效果也備受關注。近年來，科學家們不斷通過使用不同的材料、設計方法等，來探索設計性能更優越的電子紋身。目前，一些“電子紋身”已經可以達到可隨意拉伸、彎曲的程度，檢測心電、肌電等人體健康數據更是輕輕鬆鬆不在話下。

近日，來自南方科技大學、首都醫科大學和中國科學院大學的聯合研究團隊，成功開發出一種集成多層電路的新型電子紋身(multilayered electronic transfer tattoo，METT)，並吸引了可穿戴設備與醫療健康領域的眾多關注。

更讓人驚歎的是，這種“電子紋身”兼具高延展性(8倍)、保形性和粘性，可以嵌入手指皺褶和指紋等，精細牢固、反覆變形後也不會脱落。據悉，該電子紋身還可以產生摺痕放大效應，將集成應變傳感器的輸出信號放大3倍!傳感器在經過1000次拉伸後，也表現出了出色的可重複性!

紋身可以轉移到不同的表面，形成一個牢固的附着，無需溶劑或熱。

電子紋身在皮膚健康和運動感應方面有很大的潛力。這一最新成果帶來的“電子紋身”，同時具有保形性、粘性和多層性。

而且這種“電子紋身”製作簡單，可擴展。一層一層的構造和兩種材料(金屬聚合物導體和彈性體嵌段共聚物)被用來在紋身內製造具有理想數量的層數的電路模塊。

METT包含三個部分，包括粘合劑層、釋放層和兩者之間的電路模塊。施加壓力時，粘合劑層使METT與皮膚形成緊密的適形附着。電路層保持了一層薄的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)薄膜，其中嵌入了可拉伸的導體。在由金屬聚合物導體制成的METT內的電路模塊包含三層電路層，其中有應變傳感器，第三層電路層上有一個加熱器。MPC為器件提供了優良的導電性和延展性，而SBS薄膜則支持導體並在不同的層中對其進行電隔離。

(圖源:Science Advances)

它是一種集成了1個加熱器和15個應變傳感器的三層紋身，可以測量15個手勢的自由度。

他們還開發了一種兩層的METT，可以實時遠程控制6個自由度的機械手。該團隊通過藍牙將彎曲手指產生的信號放大並傳輸到機械手上，從而控制醫學研究等具體應用中的系統。

這種“電子紋身”被開發出來，用於温度調節、運動監測和機器人遠程控制，並有望在醫療系統、虛擬現實和可穿戴機器人領域實現廣泛應用。

近期，相關研究論文以“Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect” 為題，在線發表在科學期刊《科學進展》(Science Advances)上。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料:https://advances.sciencemag.org/content/7/3/eabe3778

https://techxplore.com/news/2021-01-electronic-tattoo-crease-amplification-effect.html