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  可拉伸電子纖維尺寸小、重量輕、集成能力強(qiáng)，在構(gòu)建高性能柔性電子器件方面有很大的潛力。然而目前可拉伸電子纖維主要由透氣性差的彈性體薄膜等材料制備，這極大阻礙了纖維內(nèi)部與外部環(huán)境之間的物質(zhì)（如氣體、液體）和能量交換，作為傳感等方面的應(yīng)用，這種低透氣性也會(huì)在一定程度上限制纖維的傳感性能和功能集成。提升電子纖維器件的透氣性，強(qiáng)化器件功能層間及與外部進(jìn)行有效物質(zhì)輸運(yùn)和能量交換，一直是高集成度、多功能纖維電子器件領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)之一。

  針對(duì)上述挑戰(zhàn)，之江實(shí)驗(yàn)室馬志軍研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港理工大學(xué)鄭子劍教授、黃琪瑤助理教授等提出了一種基于多孔SBS彈性紗線（pSBS）和室溫鎵基液態(tài)金屬（LM）構(gòu)建透氣性可拉伸電子器件的方法。該團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)模板誘導(dǎo)沉積靜電紡絲的方法制備了連續(xù)的pSBS紗線。經(jīng)過(guò)對(duì)SBS紗線浸漬涂覆聚丙烯酸（PAA）極大提高了其對(duì)LM的親潤(rùn)性。進(jìn)一步通過(guò)簡(jiǎn)單的浸漬涂覆在pSBS紗線表面均勻負(fù)載LM，獲得高透氣性（孔隙率~68%）、高拉伸性 （最大應(yīng)變1700%） 和高電學(xué)穩(wěn)定性（1500%應(yīng)變下電阻上升約1.5倍）的LM-pSBS可拉伸導(dǎo)電纖維（圖1）。基于SBS原位靜電紡絲和LM漏板印刷交替實(shí)施的策略，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了包含壓力/溫度傳感、汗液檢測(cè)和發(fā)光等多種功能的多層結(jié)構(gòu)LM-pSBS復(fù)合纖維（圖2和圖3）。這項(xiàng)工作突破了以往電子纖維透氣性差和難以多功能集成的難題，實(shí)現(xiàn)了透氣型多功能可拉伸電子纖維材料和器件的可控制備，展示了在智能可穿戴設(shè)備和人機(jī)交互中的潛在應(yīng)用。該工作以“Permeable and Patternable Super-Stretchable Liquid Metal Fiber for Constructing High-Integration-Density Multifunctional Electronic Fibers為題發(fā)表在《Adv. Funct. Mater.》。文章的共同第一作者是之江實(shí)驗(yàn)室博士后李恒毅博士和高級(jí)研究專(zhuān)員瞿瑞祥博士。該研究得到了國(guó)家自然基金委、香江學(xué)者計(jì)劃和香港研資局等單位的項(xiàng)目支持。

圖 3. 集成觸覺(jué)壓力傳感和溫度傳感的液態(tài)金屬纖維人工神經(jīng)

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202308120