韓國大邱慶北科學技術院(DGIST)研究團隊成功開發(fā)出了世界上第一個納米結構電子皮膚設備(有機場效應晶體管)。這種電子皮膚設備包含僅一個納米的網狀結構，可長時間測量和處理生物信號，且不會讓佩戴者感覺不適。這一成果標志著科學家們向電子皮膚設備集成系統(tǒng)邁進了一大步。相關研究刊發(fā)于最新一期《高級功能材料》雜志。

電子皮膚是指貼在皮膚上的電子可穿戴設備，用于收集溫度、心率、肌電圖和血壓等生物信號，并傳輸數(shù)據(jù)。為了使用實時醫(yī)療系統(tǒng)準確測量生理信號，需要一種能夠連接到光滑且不斷移動的皮膚表面的軟性傳感器。因此，目前大多數(shù)用于皮膚表面的電子設備都使用塑料和橡膠等表面平坦的基材制造而成。

但這種基質材料雖然表面平坦，卻透水透氣性都較差，長期附著在皮膚上可能導致意外疾病，如過敏、代謝紊亂等。因此，與生物組織接觸的電子設備必須擁有高滲透性，才能確保長期使用。鑒于此，以聚合物納米纖維為基礎的、擁有良好透氣性的納米網格器件的相關研究一直備受關注。然而，由于表面粗糙、缺乏機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，科學家們很難制造出納米網格晶體管。

在本研究中，DGIST團隊使用聚氯代對二甲苯作為生物相容性涂層，解決了這些問題，成功開發(fā)出了全球首款可應用于電子皮膚設備的超薄透氣納米有機場效應晶體管(OFET)。

這種超薄納米網格OFET幾乎不會給用戶帶來任何不適，并且可以與各種傳感器相結合。而且，新設備即使折疊或彎曲、或在高濕度等惡劣環(huán)境下，都不會導致性能受損。

研究人員表示，他們首次成功開發(fā)出納米網格有機場效應晶體管，晶體管的開發(fā)對于構建復雜電路至關重要，有了它，就可以長期實時測量并處理生理數(shù)據(jù)。

總編輯圈點：

我們通常認知里的電子皮膚，在功能上，是具有多重感知能力的電子產品;在觸感上，要盡力模仿人類或其他生物皮膚的柔韌特性，但我們很少考慮到其材料的微結構在長期使用中會不會帶來不適。實際上，隨著電子皮膚功能的多元化和使用的普及性，這一點變得尤為重要。而和電子皮膚一樣，任何新興文明產物在其不斷發(fā)展中，不應僅僅是一個幫助人類探索世界的有力工具，還應更加的貼近人性。(科技日報記者 劉霞)