蚕丝基可穿戴传感器的研究进展

近年来,可穿戴电子产品得到了广泛的研究,为健康监测、人类疾病诊断和治疗以及智能机器人提供了新的机会.传感器是可穿戴电子产品的关键组成部分之一.蚕丝(bombyx mori)材料具有高产量、优异的拉伸强度(0.5—1.3 GPa)和韧性(6×10^4—16×10^4 J/kg)、良好的生物相容性、可降解性以及易加工性等特征.随着生物材料和相关制造技术的快速发展,蚕丝基先进材料被研究应用在可穿戴传感器中.本文首先介绍了蚕丝自下而上的层结构以及蚕丝基先进材料的形态和特点,随后综述了近年来蚕丝在可穿戴传感领域的研究进展,包括机械(应力、应变)传感器、电生理传感器、温度传感器及湿度传感器等.讨论和总结了不同传感器的工作机制、结构和性能,蚕丝蛋白在其中的作用以及它们在健康监测中的应用.最后,提出蚕丝基可穿戴传感器在实际应用中所面临的挑战和未来展望.

用于柔性智能变色玻璃的叶脉状分级银网络透明电极

呈现出可逆颜色变化的智能窗户可调节阳光的透射,节省大量的能耗.目前,在众多智能玻璃中,柔性电致变色器件由于可实现卷对卷生产,良好的控制性以及与其他能源(太阳能电池和锂电池)的兼容性而受到广泛关注.因此,作为柔性电致变色器件不可或缺的部分,柔性透明电极变得越来越重要.本文基于叶脉状的分层金属网络构造了大面积的柔性透明电极,该多级网络由介观尺度的"树干"和微观尺度的"分支"组成.自发形成的"分支"使导电路径均匀分布,而激光蚀刻的"树干"则能够将收集的电子进行远距离传输.该透明电极表现出高的透光率(~81%)和低的电阻(1.36Ωsq–1),并可通过调整网格的宽度、边长和裂纹图案的大小来优化性能.在此基础上,制造了具有显著循环性能的柔性电致变色器件.具有高透明度、导电性和柔韧性的多级银网络透明电极未来将可能在下一代柔性可穿戴光电设备中有广泛的应用前景.