研究人员开发了一种“烧结辅助层”，实现了室温烧结，使直接在人类皮肤上打印传感器的设想变成了现实。
借助新型辅助层，研究人员可以将传感器直接“印制”在人体皮肤上。
可穿戴传感器正逐渐从简单的电极、手表向复杂的可弯曲设备发展，进而为用户提供更精确的生物特征测量和更舒适的体验。
eurekalert.org网站当地时间10月12日报道，美国宾夕法尼亚州立大学（PSU）和中国哈尔滨工业大学（HIT）的研究人员开发了一种“烧结辅助层”。这种辅助层降低了烧结温度，使直接在人类皮肤上打印传感器的设想变成了现实。
相关研究成果刊登于《ACS应用材料与界面》杂志中。
此前，论文作者、PSU教授Huanyu Cheng等曾开发了用于可穿戴传感器的柔性电路板。然而，受金属元件烧结温度的影响，研究人员无法直接在皮肤上“打印”传感器——通常情况下，需要300摄氏度左右的高温，才能将传感器的银纳米颗粒粘合。
“显然，人类皮肤无法承受这么高的温度，”Cheng说，“为了突破这一限制，我们开发了一种烧结辅助层。辅助层不会损伤皮肤，并且可以让材料在更低的温度（约100摄氏度）下烧结。这一温度虽然可以满足在衣服或纸上打印传感器的需求，但仍是人类皮肤不能承受的高温。因此，我们优化了辅助层的组成，改变了打印材料，最终实现了室温烧结。”
室温烧结辅助层主要由聚乙烯醇糊和碳酸钙构成，它既降低了打印表面的粗糙度，还使超薄金属图案层的打印具备了可行性。更重要的是，它能使打印的金属层可弯曲、可折叠，同时保持机电功能。打印传感器时，研究人员会使用吹风机去除作为“印墨”溶剂的水分。
Cheng表示，这种传感器能够精确、持续地捕捉温度、湿度、血氧水平和心脏表现信号。通过将传感器连入具有无线传输能力的网络中，研究人员还能进行组合信号监测。此外，传感器也十分环保，它在温水中仍能工作数天，用户可以用热水去除该设备。
Cheng说：“传感器是可回收的，移除过程不会损坏设备也不会损伤皮肤，这对于老人、婴儿等皮肤敏感群体尤其重要。”之后，研究人员计划按需改进这项技术，使其能针对特定应用发挥作用，例如：用于精确监测COVID-19相关症状。
编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《ACS应用材料与界面》期刊编号：1944-8244
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/ps-epw100920.php
版权声明：本文为原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源。
联系客服
