柔性电子皮肤作为模拟人体皮肤力学与感知特性的仿生传感系统，其稳定服役性能是从实验室走向应用的关键环节。针对复杂应力耦合工况下的稳定性难题，该团队提出一体化同质结构力学适配策略以突破传感器高循环动态稳定性的瓶颈。前期研究中，团队采用具有聚酰亚胺自粘合界面和高孔隙结构的纤维传感器，在
15
万次循环载荷下实现几乎零信号漂移，应用于长期足底压力与步态监测（
ACS Nano
2024
, 18, 14672-14684
）。此外，团队还提出聚氨酯基机电离子传感器，通过原位生长粘合界面实现宽域线性响应和
15
万次压缩载荷下信号波动
<7.1%
，
并成功集成于智能抓取系统实现精准触觉反馈
(
Adv. Funct. Mater.
2024
, 2406762)
。通过总结柔性电子中粘附技术的发展，系统地阐述了现有一体化柔性电子器件服役稳定性挑战及最新进展（
Coordination Chemistry Reviews
2025
, 523, 216278
）。
本工作聚焦于指尖脉搏的高精度长期稳定识别，致力于通过封装层模量调控，消除动态压应力下的由拉伸应力导致的运动伪影（信号漂移），从而提升器件压应力传感信号稳定性，为智能医疗领域
提供可靠的健康监测方案
。
柔性压力传感器凭借其高贴合性、卓越的可穿戴性和便携性，已成为医疗健康监测系统中的
重要部分
。其能够精准捕获反映心血管健康状况的脉搏波形，对评估心脏功能及早期发现心血管疾病具有重要意义。因此，实现
连续的
脉搏波监测，对提升诊断精度
并
降低心血管疾病发病率和死亡率至关重要。然而，在日常动态
生活
中，肌肉的周期性拉伸会对可穿戴设备施加额外的拉伸应力，其法向分力（
F'
）会干扰压力信号传感，导致
“
运动伪影
”
的产生。这些伪影不仅严重扭曲脉搏波形的真实形态，还会增加数据噪声，降低信号质量，甚至完全掩盖脉搏信号，极大地影响医疗诊断的准确性与可靠性。
为
解决运动伪影对长期脉搏检测的影响
，
四川大学
李光宪教授
/
杨俊龙副研究员团队
近期在
Wiley
旗下《
Advanced Science
》期刊上发表了题为《
Anti-Motion Artifacts Iontronic Sensor for Long-Term Accurate Fingertip Pulse Monitoring
》的研究论文。该研究聚焦于柔性压力传感器在动态环境下的信号稳定性问题，研究团队开发的抗运动伪影离子型柔性压力传感器（
S-smooth
传感器），通过优化传感器结构设计和材料模量，采用软硬结合的可拉伸
封装层
结构和低摩擦设计，使传感器灵敏度达到
92.76kPa
-1
，同时
具有
90%
的
运动伪影抑制率并在百万次循环测试后仍保持优异稳定性。
此外，研究团队进一步开发了一种无线脉冲信号采集系统（
S-smooth
系统），
在剧烈运动条件下仅产生
2.9%
的心率损失率，显著提升了动态脉搏监测的可靠性。
该
工作为柔性电子技术在生物医学和健康监测领域的实际应用提供了重要的理论支持和技术参考。
图
1
.
抗运动伪影
S-smooth
传感器的设计原理
研究团队通过优化电极结构并调控电极与介电层的模量，成功开发出高性能传感器。低模量介电层的高变形能力与高模量电极层的高效
力
传导相结合，使传感器实现了
92.76kPa
-1
的高灵敏度、
5
万次循环稳定性以及
0.9Pa
的最低检测极限。
在此基础上，
通过对比四种不同结构设计的传感器，研究团队发现，软硬结合的可拉伸
封装层
结构与低摩擦界面的结合显著降低了拉伸过程中的信号波动，
使得
S-smooth
传感器在
50%
应变下信号变化仅为
5%
。同时，低摩擦界面有效保护了介电层的微结构完整性，使其在
10
次拉伸循环后仍保持完整。这些创新设计为动态环境下的精准脉搏监测提供了可靠保障。
研究团队进一步探究了
S-smooth
传感器抗运动伪影性能的机理。通过实验与有限元分析相结合，发现其独特的软硬结合的可拉伸
封装层
结构和低摩擦界面显著降低了拉伸过程中的法向应力（
F'
）
，从根源上解决运动伪影
。在
50%
应变条件下，
S-smooth
传感器的
F'
仅为
0.5 kPa
，
相较
传统设计降低
98.3%
。低摩擦界面
还保护了传感器的微结构完整性，使其在
100
万次循环测试后仍保持稳定性能。
图
4. S-smooth
传感器抗运动伪影的机理
文章最后
展示了
S-smooth
传感器在实际人体脉搏监测中的应用性能。在手指弯曲
和
手臂摆动等动态条件下，传感器能够清晰捕捉脉搏波形中的特征波峰（
P
1
、
P
2
、
P
3
），并精准测量心率（
HR
）及波形时间差（
t
）。此外，团队将传感器集成为便携式脉搏监测系统
。
在静息、行走和跑步条件下，
心率损失
率低至
2.9%
，充分证明了其在动态环境中的高稳定性和可靠性。
图
5. S-smooth
传感器在人体脉搏检测中的应用
图
6.
S-smooth
系统在指尖脉搏长期监测中的应用
这一创新设计避免了复杂的化学工艺和材料限制，为运动伪影抑制提供了全新解决方案，在实时健康监测和辅助诊断领域具有重要应用潜力。随着柔性电子技术在动态监测领域的不断发展，
S-smooth
传感器的设计思路为智能健康监测设备和可穿戴技术的性能优化提供了切实可行的解决方案。
四川大学高分子材料科学与工程学院
硕士
研究生
尤佳
为该文章的第一作者，通讯作者为四川大学杨俊龙副研究员。该工作得到了国家自然科学基金委、四川省自然科学基金委等项目经费资助。
原文链接
：
https://doi.org/10.1002/advs.202414425
导师简介：
杨俊龙，四川大学特聘副研究员，博士生导师，高分子材料工程国家重点实验室固定成员；
2017
年在四川大学高分子科学与工程学院取得材料加工工程专业博士学位。期间在美国圣母大学航空与机械系，通过联合培养方式进行为期一年半的联合培养。博士毕业后加入南方科技大学材料科学与工程系开展博士后研究，合作导师：郭传飞教授。于
2019
年
12
月转为材料系研究助理教授。
2020
年
12
月底以人才引进方式，加入四川大学高分子学院工作。
主要从事高分子基柔性电子材料与器件复杂环境及工况下的长期服役与稳定研究。具体研究方向：（
1
）面向极端服役工况的一体化、高性能柔性电子器件及其长期服役稳定性；（
2
）功能高分子电介质材料新服役工况下的故障诊断、寿命监测与评估。已发表
SCI
论文
40
余篇，以第一作者
/
通讯作者身份在
Nature Communications
、
ACS Nano
、
Advanced. Functional Materials
等国际高水平杂志发表多篇论文，其中
2
篇入选
ESI
高被引论文（热点论文），谷歌学术引用
3000
余次，
H
指数
23
。已申请中国发明专利
10
件，授权专利
3
件。主持国家级项目
3
项，包括国家重点研发计划子课题
1
项、国家自然科学基金面上项目
1
项、青年基金
1
项；省部级项目
3
项。讲授高分子学院本科生专业必修课程《高分子材料成型加工基础》、专业选修课《反应加工原理》。指导毕业的本科生赴新加坡国立大学、复旦大学、四川大学等深造。
计划每年招收
1-2
名博士生、
2
名硕士生、
3-4
名本科生，欢迎对可持续高分子材料及器件、柔性电子材料方向感兴趣的有志青年加入我们！
课题组网站：
https://www.x-mol.com/groups/scu_YangJunlong
联系方式：
Email
：
[email protected]
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