可穿戴柔性電子器件，因其柔性/拉伸性、質輕、成(chéng)本低、便攜等特性，被(bèi)廣泛應用于人體運動/人體健康的實時監測、人機/腦機交互以及機器學(xué)習等領域。但目前仍存在靈敏度及響應速度較低、檢測下限較高、檢測範圍較窄等問題，器件基礎性能(néng)仍有待提高。同時，在真實的應用場景中，其亦存在穩定性、抗環境幹擾能(néng)力不高，規模化生産困難等挑戰。要解決這(zhè)些問題，設計性能(néng)優異且多功能(néng)的材料體系以及合理的器件結構最爲關鍵。

　　近年來，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所陳濤研究員團隊在高性能(néng)、多功能(néng)可穿戴柔性傳感器件方面(miàn)取得了階段性的進(jìn)展（ACS Nano, 2019, 3, 4368-4378；Nano Energy, 2019, 59, 422-433；Chem. Mater. 2018, 30, 4343-4354；J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 5140-5147；J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 6666-6671）。通過(guò)碳管/石墨烯二維薄膜與PDMS/Ecoflex等彈性體的有效複合，賦予了器件多重且優異的性能(néng)，包括超高靈敏度、寬檢測範圍、低檢測下限，自粘附功能(néng)等，并在器件規模化生産上進(jìn)行了初步嘗試。

　　最近，該團隊在J. Mater. Chem. A上報道(dào)了一種(zhǒng)自保護、可重複使用、高靈敏度的織物傳感器，題爲”Self-Protective, Reproducible Textile Sensor with High Performance towards Human-Machine Interaction”(DOI: 10.1039/C9TA10744D)。在該工作中，研究人員針對(duì)織物基傳感器容易受到外界機械化學(xué)環境幹擾的問題，特别是人體表皮的汗液、油脂以及穿戴磨損對(duì)器件的長(cháng)期穩定使用的阻礙，設計了一種(zhǒng)超疏液、耐磨損、高靈敏度的電子織物（SPRET）。SPRET由三部分材料組成(chéng)，包括織物基底，以及由通過(guò)化學(xué)鍵等強相互作用穩定在織物表面(miàn)的碳管導電網絡和多功能(néng)的聚合物塗層（圖1）。其表現出了對(duì)多種(zhǒng)日常試劑的排斥，在膠帶磨損以及洗滌試驗後(hòu)其疏液、傳感性能(néng)幾乎保持不變（圖2、3），并實現了在汗液/水環境下對(duì)人體運動的無損檢測以及對(duì)機器人的精準控制（圖4），以及在機器人學(xué)習上進(jìn)行探索，使得堅硬的機器手在抓取脆性的物件如雞蛋時既能(néng)完成(chéng)抓取任務，又能(néng)保證雞蛋不破碎（圖5）。所設計的柔性傳感器在長(cháng)期、連續、可靠監測人類行爲方面(miàn)表現出了實際性的應用潛能(néng)。

　　以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（51803226、51573203）、中科院前沿科學(xué)重點研究項目（QYZDB-SSW-SLH036）、中科院國(guó)際合作局（174433KYSB20170061）等項目的資助。

圖1 自保護、可重複使用的高靈敏織物傳感器

圖2 SPRET的制備與結構

圖3 SPRET對(duì)磨損、洗滌試驗表現出穩定的疏液、傳感性能(néng)

圖4 SPRET在汗液/水環境下對(duì)機器人實現了精準控制

圖5 SPRET應用于機器人訓練

　　（高分子事(shì)業部 張玲）