80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  導(dǎo)電聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩):聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS）因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、溶液可處理性和力學(xué)柔性，已廣泛應(yīng)用于太陽能電池、超級電容器、發(fā)光二極管、有機(jī)電化學(xué)晶體管等研究領(lǐng)域，并隨著可穿戴健康監(jiān)測的興起，近年來逐漸在柔性傳感領(lǐng)域嶄露頭角。體表應(yīng)變作為可穿戴健康監(jiān)測的重要指標(biāo)，可有效反映人體健康信息，如腕部橈側(cè)的皮膚應(yīng)變可用于脈搏提取、肢體關(guān)節(jié)應(yīng)變則是運(yùn)動康復(fù)評估中的重要參考指標(biāo)。不過，由于人體變形幅度各異、跨越兩個數(shù)量級（如脈搏應(yīng)變<5%、四肢關(guān)節(jié)應(yīng)變>100%），開發(fā)具有寬檢測范圍的廣域應(yīng)變傳感器勢在必行。然而，PEDOT:PSS本征延展性較差，斷裂應(yīng)變不足20%，為廣域應(yīng)變傳感器的開發(fā)帶來挑戰(zhàn)。

  大自然中蛇等軟體爬行動物的體表由交錯重疊的剛性鱗片包裹，這些鱗片可通過相對滑移順應(yīng)吞咽、移動等活動中的皮膚變形。受這一現(xiàn)象啟發(fā)，研究人員開發(fā)了可延展的仿生疊覆鱗片結(jié)構(gòu)，并通過基底預(yù)拉伸與多步旋涂制備了具有該結(jié)構(gòu)的PEDOT:PSS。外部拉伸下，重疊的PEDOT:PSS微尺度鱗片相互滑動，顯著降低鱗片自身承受應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)延展。研究發(fā)現(xiàn)，所開發(fā)疊覆鱗片結(jié)構(gòu)的PEDOT:PSS可承受超過100%的應(yīng)變（圖1）。進(jìn)一步利用變形下鱗片滑移產(chǎn)生的總體電阻變化，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)變傳感，且傳感器檢測范圍及靈敏度可通過改變基底預(yù)拉伸幅度靈活調(diào)控。

圖1仿生疊覆鱗片結(jié)構(gòu)廣域應(yīng)變傳感器。（A）蛇皮表面交錯重疊的鱗片；（B）疊覆鱗片結(jié)構(gòu)PEDOT:PSS變形機(jī)理；（C）疊覆鱗片結(jié)構(gòu)PEDOT:PSS用于應(yīng)變傳感：（D）所開發(fā)疊覆鱗片結(jié)構(gòu)PEDOT:PSS在廣域傳感中的優(yōu)勢。

  為探究所開發(fā)廣域應(yīng)變傳感器在可穿戴應(yīng)用中的前景，研究人員首先在傳感器底部黏附薄層水凝膠，以提升器件與人體皮膚的力學(xué)-生物相容性。為模擬器件在使用場景中承受的力學(xué)載荷，通過拉伸測試與剪切剝離測試系統(tǒng)探究了黏附界面的力學(xué)穩(wěn)定性。進(jìn)一步將傳感器貼附于人體表不同部位，實(shí)現(xiàn)了對于脈搏、發(fā)聲、吞咽、面部表情、肢體運(yùn)動等不同幅度應(yīng)變的傳感（圖2），展現(xiàn)了應(yīng)用于可穿戴物理運(yùn)動監(jiān)測、心理狀態(tài)評估的巨大潛力。

圖2仿生疊覆鱗片結(jié)構(gòu)廣域應(yīng)變傳感器的可穿戴應(yīng)用。（A）傳感器結(jié)構(gòu)及可穿戴測試；（B-F）傳感器的可穿戴應(yīng)用：脈搏（B）、發(fā)聲（C）、吞咽（D）、面部表情（E）及肢體運(yùn)動（F）。

  相關(guān)研究成果發(fā)表于國際材料領(lǐng)域頂刊Matter（Matter. 2021, 4, 1-16）。論文的第一作者為西安交通大學(xué)仿生工程與生物力學(xué)研究所（BEBC）劉灝特聘研究員，西安交通大學(xué)徐峰教授、香港大學(xué)張世銘助理教授以及美國加州大學(xué)洛杉磯分校Ali Khademhosseini教授為共同通訊作者。

  文章鏈接：https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00304-0