南工IAM黃維院士、於海東教授、呂剛教授《Nano Energy》：在日常用品表面整合多種功能的柔性智慧電子器件
研製在聚合物等功能材料表面整合多種功能的柔性智慧電子器件正成為新興電子產業的一種發展趨勢，可以將多種功能整合在一種可穿戴器件上，能夠實現日常生活的多種智慧應用，在人類健康和人體活動監測等方面具有廣闊的應用前景。但是，讓一種器件具有多種智慧顯然具有很大的挑戰，僅僅器件的製備流程就比較複雜。因此，如何研發簡便的製備方法，確保日常生活用品能夠承擔多種新功能就變得越來越重要，將對可穿戴柔性智慧電子器件的發展產生深遠的影響。
近期，南京工業大學先進材料研究院的黃維院士、於海東教授和呂剛教授團隊開發了一種電子智慧創可貼，透過簡單地將銀奈米線網路和聚四氟乙烯/聚二甲基矽氧烷混合物塗覆在傳統的創可貼表面，可以賦予傳統創可貼多種新的功能。製備的智慧創可貼能夠表現出卓越的摩擦電特性和優異的應變感測特性。這種創可貼不僅可以像傳統創可貼一樣用來療養傷口，還可以實現自供電的活動感測和人機互動交流，為研發多功能感測器件提供了一種廉價、方便和高效的方案，為可穿戴柔性智慧電子器件的創新性發展開闢出廣闊發展空間。這項研究工作以“Smart band-aid: Multifunctional and wearable electronic device for self-powered motion monitoring and human-machine interaction”為題發表在期刊《Nano Energy》上。（DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106840）
圖 1. 電子智慧創可貼的設計和柔性的展示。
這種智慧創可貼不僅可以用於接觸感知（即可以作為可穿戴應變感測器檢測各種幅度的人體活動），也可用於非接觸式感應（圖 2）。由於智慧創可貼具有高度的靈活性和優良的便捷性，可以在不影響正常人體活動的情況下實現人體活動的監測和識別。尤其是，這種智慧創可貼具有高靈敏的效能和超智慧的特性，可以檢測一般應變感測器難以檢測的人體脈搏和呼吸等功能訊號。因此，這項研究成果在監測人體健康狀況方面具有巨大的應用潛力。
圖2. 利用智慧創可貼感應人體活動的圖示。
這種智慧創可貼還具有手勢識別功能，在虛擬現實、人機互動活動中顯示出創新性的應用場景。研究人員可以利用智慧創可貼隨意遙控玩具車的運動，展示了利用智慧創可貼實現手勢智慧遙控機械裝置的新型應用前景。尤其是，這種智慧器件還可以實現創傷患者恢復健康的全新的智慧手段，對未來行動式智慧醫療產品的研發推廣具有令人振奮的廣闊的發展前景。
圖3. 將智慧創可貼用於人機互動的圖示。
論文連結：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106840
