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科技日报北京9月28日电 (记者刘霞)韩国大邱庆北科学技术院(DGIST)研究团队成功开发出了世界上第一个纳米结构电子皮肤设备(有机场效应晶体管)。这种电子皮肤设备包含一个纳米网状结构,可长时间测量和处理生物信号,且不会让佩戴者感觉不适。这一成果标志着科学家们向电子皮肤设备集成系统迈进了一大步。相关研究刊发于最新一期《高级功能材料》杂志。

 电子皮肤是指贴在皮肤上的电子可穿戴设备,用于收集温度、心率、肌电图和血压等生物信号,并传输数据。为了使用实时医疗系统准确测量生理信号,需要一种能够连接到光滑且不断移动的皮肤表面的软性传感器。因此,目前大多数用于皮肤表面的电子设备都使用塑料和橡胶等表面平坦的基材制造而成。

 但这种基质材料虽然表面平坦,却透水透气性都较差,长期附着在皮肤上可能导致意外疾病,如过敏、代谢紊乱等。因此,与生物组织接触的电子设备必须拥有高渗透性,才能确保长期使用。鉴于此,以聚合物纳米纤维为基础的、拥有良好透气性的纳米网格器件的相关研究一直备受关注。然而,由于表面粗糙、缺乏机械稳定性、热稳定性和化学稳定性,科学家们很难制造出纳米网格晶体管。

 在本研究中,DGIST团队使用聚氯代对二甲苯作为生物相容性涂层,解决了这些问题,成功开发出了全球首款可应用于电子皮肤设备的超薄透气纳米有机场效应晶体管(OFET)。

 这种超薄纳米网格OFET几乎不会给用户带来任何不适,并且可以与各种传感器相结合。而且,新设备即使折叠或弯曲、或在高湿度等恶劣环境下,都不会导致性能受损。

 研究人员表示,他们首次成功开发出纳米网格有机场效应晶体管,晶体管的开发对于构建复杂电路至关重要,有了它,就可以长期实时测量并处理生理数据。

 总编辑圈点

 我们通常认知里的电子皮肤,在功能上,是具有多重感知能力的电子产品;在触感上,要尽力模仿人类或其他生物皮肤的柔韧特性,但我们很少考虑到其材料的微结构在长期使用中会不会带来不适。实际上,随着电子皮肤功能的多元化和使用的普及性,这一点变得尤为重要。而和电子皮肤一样,任何新兴文明产物在其不断发展中,不应仅仅是一个帮助人类探索世界的有力工具,还应更加的贴近人性。