可透气的电子产品可能会带来功能性的长期可穿戴技术

北卡罗莱纳州立大学的工程研究人员发明了超薄、可拉伸的电子材料，这种材料是透气的，可以“呼吸”。这种材料是专门为生物医学或可穿戴技术而设计的，因为透气性可以让汗液和挥发性有机化合物从皮肤上蒸发掉，让使用者更舒适——尤其是长期佩戴。

北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程教授朱勇(Yong Zhu)是该研究论文的共同通讯作者，他说:“与早期的可拉伸电子设备相比，透气性是一个巨大的进步。”“但我们用来创造材料的方法也很重要，因为这是一个简单的过程，很容易扩大规模。”

研究人员使用一种称为呼吸图法的技术来制造一种具有均匀分布孔的可拉伸聚合物薄膜。将薄膜浸入含有银纳米线的溶液中进行涂层。然后，研究人员对材料进行热压，将纳米线密封到位。

“由此产生的薄膜显示了导电性、透光性和水蒸气渗透性的绝佳组合，”朱说。“由于银纳米线嵌入在聚合物表面的下方，这种材料在汗水和长期磨损后也表现出优异的稳定性。”

“最终的结果非常薄，只有几微米厚，”该论文的合著者、前北卡罗来纳州立大学博士后研究员、目前在石溪大学任教的姚珊珊说。“这样可以更好地与皮肤接触，使电子设备具有更好的信噪比。可穿戴电子产品的透气性不仅仅是为了舒适，”姚说。“如果可穿戴设备不透气，也会引起皮肤刺激。”

为了证明这种材料在可穿戴电子产品中的应用潜力，研究人员开发并测试了两种代表性应用的原型。

第一个原型由皮肤附着的干电极组成，用作电生理传感器。它们有多种潜在的应用，如测量心电图(ECG)和肌电图(EMG)信号。

“这些传感器能够以优异的质量记录信号，与市售电极相当，”朱说。

第二个原型机演示了用于人机界面的纺织集成触摸传感。作者使用可穿戴的纺织套与多孔电极集成玩电脑游戏，如俄罗斯方块．请看下面北卡罗来纳州立大学提供的视频:

北卡罗莱纳州立大学提供

“如果我们想要开发可以长时间佩戴的可穿戴传感器或用户界面，我们需要透气性电子材料，”朱说。所以这是向前迈出的重要一步。”

-副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。