青岛大学合作在柔性可穿戴器件方面取得重大进展

 近日，青岛大学物理科学学院副教授孙斌与上海交通大学黄兴义教授、中国科学院院士、上海大学张教授合作开发了高性能柔性可穿戴应变传感器，具有高效的热管理能力，可用于实时运动监测和分析。基于上述实验结果的研究论文A high perfor ** nce wearable strain sensor with advanced ther ** l  ** nagement for motion monitoring国际顶 尖学术杂志《自然通讯》（Nature Communications）接收并发表。物理学院是本论文的第 一作者单位和第 一通讯单位，第 一作者是2020年物理硕士谭岑孝，孙斌、黄兴义、张统一是本论文的共同通讯作者。

   对于柔性可穿戴电子设备，除了设备本身的功能外，还有两个值得注意的问题：一是电子设备在运行过程中会产生大量的热量，累积的热量会影响设备的功能，甚缩短设备的使用寿命。目前，柔性电子设备的包装是PDMS、环氧树脂等，不利于设备的散热；二是设备的安全设备本身不能对人体造成任何安全风险。

   基于上述原因，本工作对柔性可穿戴应变传感器进行了独特的结构设计：当设备变形时，由石墨烯纳米带组成的导电网可用于实时监测人体运动；导热层由热塑性聚氨酯弹性橡胶混合氮化硼纳米片（TPU）膜构成，设备使用过程中产生的热量可中产生的热量传递到空气中；热绝缘层（TPU纤维膜)能有效防止热量在器件和人体皮肤界面积累，保证人体安全。

   同时，TPU纤维膜的多孔结构也保证了皮肤的透气性。此外，导热层和热绝缘层由TPU因此，两层材料具有良好的互溶性，可以将石墨烯纳米带牢牢地限制在设备中，避免纳米材料可能产生的毒性对人体细胞的损伤。本工作为柔性可穿戴设备的制备提供了新的思路，具有广阔的应用前景。

   以上工作还得到了龙云泽教授、郭向新教授、赵海光教授、上海交通大学江平开教授、复旦大学周兆才教授、上海大学江金武教授、苏州大学赵燕教授、青岛大学水上运动中心的指导和无私帮助。