靜電紡絲納米纖維在可穿戴設(shè)備的開(kāi)發(fā)方面比傳統(tǒng)材料具有更多優(yōu)勢(shì)。

圖片來(lái)源：薩米爾·桑庫(kù)塞 

靜電紡絲技術(shù)是一種從聚合物基材制備具有可調(diào)性能的納米纖維的技術(shù)。根據(jù)美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版的《APL生物工程》雜志28日最新論文，美國(guó)塔夫茨大學(xué)的研究人員在使用該技術(shù)開(kāi)發(fā)可穿戴電子設(shè)備和系統(tǒng)方面取得新進(jìn)展。

在最新研究中，他們展示了靜電紡絲材料的諸多優(yōu)勢(shì)。它們的高表面積與體積比使其具有更高的孔隙率和透氣性，這對(duì)長(zhǎng)期穿戴非常重要。此外，通過(guò)適當(dāng)?shù)木酆衔锘旌希鼈兛蓪?shí)現(xiàn)卓越的生物兼容性。導(dǎo)電靜電紡絲納米纖維提供高表面積電極，實(shí)現(xiàn)靈活性和性能改進(jìn)，包括快速充電和高儲(chǔ)能能力。

論文作者薩米爾·桑庫(kù)塞說(shuō)：“它們的納米級(jí)特征意味著其可很好地附著在皮膚上，而無(wú)需化學(xué)黏合劑，如果你對(duì)測(cè)量生物電勢(shì)感興趣，比如使用心電圖法測(cè)量心臟活動(dòng)或使用腦電圖法測(cè)量大腦活動(dòng)，這一點(diǎn)很重要。”

在實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異電子傳輸?shù)募{米級(jí)晶體管形態(tài)方面，靜電紡絲比光刻技術(shù)要便宜得多，而且對(duì)用戶更友好。

近年來(lái)，可穿戴技術(shù)呈現(xiàn)出爆炸性發(fā)展趨勢(shì)。在柔性傳感器、晶體管、能量存儲(chǔ)和采集設(shè)備進(jìn)步的推動(dòng)下，可穿戴設(shè)備包括直接佩戴在人體皮膚上的微型電子設(shè)備，用于傳感一系列生物物理和生化信號(hào)，或與智能手表一樣，提供方便的人機(jī)界面。

在不影響其機(jī)械、電氣和化學(xué)特性的可調(diào)節(jié)性情況下，設(shè)計(jì)可穿戴設(shè)備以實(shí)現(xiàn)最佳的皮膚順應(yīng)性、透氣性和生物兼容性是一項(xiàng)艱難的工作。靜電紡絲出現(xiàn)是該領(lǐng)域的一項(xiàng)令人興奮的進(jìn)展。

桑庫(kù)塞表示，他們已經(jīng)將靜電紡絲技術(shù)應(yīng)用于身體活動(dòng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)跟蹤、測(cè)量生物勢(shì)、化學(xué)和生物傳感等。

研究人員相信，在未來(lái)幾年，靜電紡絲技術(shù)將成為一種多功能、可行和廉價(jià)的可穿戴設(shè)備制造關(guān)鍵技術(shù)。他們指出，還有一些需要改進(jìn)的地方，包括擴(kuò)大材料的選擇范圍，提高與人體生理學(xué)結(jié)合的便利性。研究人員建議，可以通過(guò)將可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)得更小，或者加入透明材料來(lái)改善其美感，使其“幾乎看不見(jiàn)”。