AM：面向透气性皮肤集成电子产品的超薄水凝胶薄膜

Nanoyu

2022-11-22

在个性化诊断、治疗和人机界面方面提供革命性能力的皮肤电子设备需要皮肤和电子设备之间的无缝集成。一个常见的问题是，是否可以引入一种理想的接口，将薄膜电子设备与柔软的皮肤直接连接起来，使皮肤能够自由呼吸，集成在皮肤上的电子设备能够稳定工作。

近日，清华大学Xiaomin Xu开发了一种低过敏性超薄水凝胶界面，允许薄膜设备在皮肤上长期粘附超过一周，而不会限制皮肤的自然运动，导致皮肤刺激或加速设备性能退化。

文章要点

1）研究人员提出了一种简单的制造方法，可生产厚度低至7 μm、可伸缩性大于100 cm²的水凝胶薄膜。所得超薄水凝胶膜显示出组合的特征，包括高水蒸气渗透性、极高的机械顺应性、高透光率和生物相容性。

2）这种水凝胶界面具有几微米到几十微米的厚度，确保了与皮肤花纹、折痕和凹痕的一致性，允许变形以补偿应力并避免皮肤自然运动过程中的破裂。高水蒸气透过率(WVTR)和良好的皮肤-水凝胶水交换保证了在与电子设备耦合时不受干扰的经表皮水分损失和皮肤的自由呼吸。

3）研究人员证明了通过超薄水凝胶界面将多种类型的有机薄膜器件，即有机场效应晶体管(OFETs)、有机电化学晶体管(OECTs)和有机光伏(OPV)与皮肤集成的可行性。

这项工作提供了一种简易的解决方案，以无缝的方式将薄膜电子设备与软皮连接起来，并将促进皮集成电子设备的普遍适用性。

参考文献

Simin Cheng, et al, Ultrathin Hydrogel Films toward Breathable Skin-Integrated Electronics, Adv. Mater., 2022

DOI: 10.1002/adma.202206793

https://doi.org/10.1002/adma.202206793