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  可穿戴柔性電子器件，因其柔性/拉伸性、質輕、成本低、便攜等特性，被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、檢測范圍較窄等問題，器件基礎性能仍有待提高。同時，在真實的應用場景中，其亦存在穩定性、抗環境干擾能力不高，規模化生產困難等挑戰。要解決這些問題，設計性能優異且多功能的材料體系以及合理的器件結構最為關鍵。

  近年來，中國科學院寧波材料技術與工程研究所陳濤研究員團隊在高性能、多功能可穿戴柔性傳感器件方面取得了階段性的進展（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）。通過碳管/石墨烯二維薄膜與PDMS/Ecoflex等彈性體的有效復合，賦予了器件多重且優異的性能，包括超高靈敏度、寬檢測范圍、低檢測下限，自粘附功能等，并在器件規模化生產上進行了初步嘗試。

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

圖1 自保護、可重復使用的高靈敏織物傳感器

圖2 SPRET的制備與結構

圖3 SPRET對磨損、洗滌試驗表現出穩定的疏液、傳感性能

圖4 SPRET在汗液/水環境下對機器人實現了精準控制

圖5 SPRET應用于機器人訓練

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

  論文鏈接:https://doi.org/10.1039/C9TA10744D