研究人员推出快速自愈电子皮肤,为更智能、更坚固的可穿戴设备铺平道路
2025-05-13 12:05
来源:寺崎生物医学创新研究所
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寺崎生物医学创新研究所的科学家们取得了一项可能重新定义可穿戴技术未来的突破,他们研发出一种电子皮肤,即使受损也能在短短10秒内实现自我修复。这种尖端材料即使在反复磨损后也能保持柔韧性和电气性能,克服了可穿戴电子产品面临的最大挑战之一,并有望很快为下一代健康监测设备提供动力。

该团队的研究成果发表在《科学进展》杂志上的一项题为“用于实时生物信号监测的快速自修复电子皮肤”的研究中。

在朱扬志博士的带领下,研究团队创造了一种柔性、可拉伸的聚合物,其中嵌入了银纳米线(AgNW)和动态二硫键,这种组合使得该材料能够在室温下在几秒钟内自主修复割伤、撕裂和断裂,无需任何外部触发因素(如热或光)。

“这项技术彻底重新定义了可穿戴设备的可能性,”朱博士说道。“通过将恢复时间缩短至一分钟以内,我们扫清了电子皮肤在日常实际应用中面临的最大障碍之一。”

实验室测试证明,新开发的材料具有极强的弹性,可承受超过 50 次切割和修复循环以及超过 50,000 次弯曲循环,而性能不会明显下降。

它在各种温度和湿度条件下都能保持稳定,甚至在流水下也能保持稳定。电子皮肤集成到可穿戴系统中,成功捕捉了运动过程中的肌肉活动数据。研究人员进一步训练了一个人工智能模型,用于对肌肉疲劳状态(放松、中度和极度)进行分类,准确率高达 95% 以上。

Terasaki 研究所所长兼首席执行官 Ali Khademhosseini 博士指出:“这项研究是朝着无缝实时健康监测迈出的一大步。可穿戴技术将在个性化医疗保健领域发挥重要作用,而此类创新将有助于设备满足日常生活的需求。”

展望未来,该团队正在探索运动表现追踪、假肢控制系统和远程医疗等领域的应用。他们还在研究如何利用替代导电材料和下一代印刷技术(如卷对卷加工和喷墨制造)来扩大生产规模。

更多信息: Yongju Lee 等人,用于机器学习辅助生理和运动评估的快速自修复电子皮肤,Science Advances(2025)。期刊信息: Science Advances

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