柔性電子皮膚（E-skin）正因其有效的力電轉(zhuǎn)換特性而在穿戴式健康監(jiān)測及人機交互（HMI）等方面吸引了廣泛的關(guān)注。然而，如何將柔性電子器件完好地貼合到人體皮膚上，并根據(jù)機械刺激實現(xiàn)保形變形和可識別的電反饋，仍然是一項挑戰(zhàn)。有鑒于此，澳門大學(xué)周冰樸團隊與中國科學(xué)院深圳先進院張國平團隊合作，研制了一種可牢固附著在人體皮膚以感知機械刺激的自粘性電子皮膚。該電子皮膚的粘合層使用激光誘導(dǎo)來固化PDMS（聚二甲基硅氧烷），可確保E-skin與附著表面（如人體皮膚）之間的牢固連接。E-skin在曲面上的保形性附著，則保證了其在機械形變過程中能夠準(zhǔn)確捕獲不同方向的關(guān)節(jié)變形以輸出相應(yīng)電信號。另外，三維仿生設(shè)計模仿了自然界中的微纖毛結(jié)構(gòu)，如昆蟲的觸角，能夠靈敏地檢測細(xì)微壓力變化，提供高分辨率的觸覺反饋。
圖1 (a) 基于自粘性電子皮膚的傳感交互界面示意圖；(b) 無粘性電子皮膚與人體皮膚分離會導(dǎo)致信號傳輸不穩(wěn)定示意圖；(c) 表面帶有三維微纖毛結(jié)構(gòu)的電子皮膚示意圖；(d) 手腕彎曲時非粘性和粘性E-skin的貼合對比示意圖；(e) 彎曲過程中粘附在腕關(guān)節(jié)上的粘性和非粘性E-skin對比圖像。
圖2 (a) 激光固化制備具有粘附特性的功能層工藝示意圖；(b) 基于不同磁場強度和鐵磁成分比例的微纖毛形態(tài)變化和性能示意圖；(c) 貼附于人體皮膚的自粘性E-skin圖像及其表面微纖毛的掃描電鏡圖像。
圖3 (a) 人體手腕向內(nèi)和向外彎曲以檢測相對電阻變化的示意圖；(b) 手腕彎曲不同角度時，自粘性E-skin傳感器的電阻響應(yīng)；(c) 自粘性E-skin附著在人的手腕上，通過向內(nèi)和向外的彎曲生成摩爾斯電碼的定義；(d) 模擬鼠標(biāo)功能的組合式自粘性E-skin傳感器演示。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202406564
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