随着便携式智能电子产品和物联网的高速发展，柔性伸缩电子器件成为当今消费类电子行业密不可分的部分。其中穿戴式传感器（wearable sensor）是当下最前沿的领域之一，通常在类似皮肤的弹性基底或者可伸缩的织物上设计电路，以获得柔性和可伸缩性，模仿人类皮肤（e-skin）检测外界环境的变化，主要包括力信号、热信号和湿信号，成为物联网的神经末梢和辅助人类全面感知自然及自己的核心元件。因此发展穿戴式、能够适应基底任意变形、同时对多种刺激有精准响应的新型传感器（precision response）至关重要。
在国家自然科学基金委、广东省引进创新科研团队和深圳市孔雀计划团队的资助下，济南大学赵松方博士与中国科学院深圳先进技术研究院孙蓉研究员、张国平副研究员组成的科研团队在可穿戴传感器结构设计和组装方面取得系列进展。通过引入共价键和掺杂银纳米颗粒提高了传感器的稳定性和灵敏度（carbon 2015， 86， 225），进一步通过多级微观结构设计实现了传感器在应变作用下的电阻突变（ACS. Appl. Mater. Interfaces2014, 6, 22823）。通过层层自组装技术、折叠结构、多孔结构设计及逾渗理念发展了一系列功能材料，以满足未来柔性传感器对材料的需求。（ACS Appl. Mater.Interface 2015, 7, 6716; Carbon 2015, 95, 987; J. Mater. Chem. C 2016, 6666;ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 18954; J. Mater. Chem. A 2015, 3, 15482）
▲ 穿戴传感器中拉伸电极制备方法、特征及应用
在此基础上，该研究团队在美国化学学会的ACS Appl. Mater. Interface期刊撰写了题为“Recent advancements in flexibleand stretchable electrodes for electromechanical sensors: strategies,materials, and features”的综述论文，总结了近年来柔性拉伸电极在可穿戴式传感器研究的重大突破和进展。从基本概念、获取拉伸的方法策略、导电基元选择、传感机制、多功能集成和潜在应用等几个方面进行了系统性评述，并对穿戴式传感器在实际应用面临的挑战进行展望；例如高品质导电单元的宏量制备，穿戴式平台内部器件之间的力、热、电性能匹配，穿戴式平台内传感器、电源供给系统、信号收处理等系统间电子封装技术等。应对这些挑战将带来新的机遇，为相关材料制备、器件加工及系统集成探讨了可行的发展方向。
论文链接：
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.6b13800
来源：高分子科学前沿
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