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  目前，為減輕電子垃圾引發的生態環境問題，生物基質可穿戴電子器件在疾病診斷、個性化醫療康復和軟機器人等領域正蓬勃發展。生物基質的基材雖然有生物可降解，生物相容性等優勢，但通常為致密或層狀薄膜，具有低拉伸性，不適宜長時間穿戴，極大限制其應用場景。因此，如何設計一種透氣可拉伸的柔性可穿戴器件，以實現多模態信號監測與醫療保健管理，對拓展柔性電子器件的應用具有重大意義。

圖1. CNF/HPC/PVA 電子皮膚的設計與制備流程。

圖2. CNF/HPC/PVA 電子皮膚的結構與力學表征。

圖3. CNF/HPC/PVA 電子皮膚的應變傳感性能。

圖5. CNF/HPC/PVA 電子皮膚的濕度傳感性能。

圖6. CNF/HPC/PVA 電子皮膚的熱管理，抗菌及可回收性能。

圖7. 電子皮膚貼片的應用展示。

圖8. 智能口罩的應用展示。

  最后，通過電路設計，將該電子皮膚器件協同電源系統、開關控制裝置和無線藍牙模塊，與醫用口罩集成，開發出了一種自吸濕/自除濕電子智能口罩，維持口罩內部熱濕平衡。該智能口罩主要有濕度感知預警和焦耳加熱兩個模塊：一方面，通過將電子皮膚與模擬數字轉換器（ADC）模塊和藍牙模塊連接，可檢測人體呼吸信號，并可設置閾值進行預警。另一方面，還設計了一個串聯電路，將電子皮膚與電池和開關控制裝置連接起來，實現焦耳加熱性能，具有良好除濕效果。值得注意的是，智能口罩的重量僅約 6 克，不影響長期佩戴（圖8）。

  綜上所述，論文提出了一種透氣、可拉伸、可回收的纖維素氣凝膠電子皮膚器件，用于雙模態傳感與醫療保健。通過毛細力誘導自組裝設計，增強了多孔纖維素氣凝膠的延展性，改善了其脆性。基于微裂紋傳感機制，該器件實現對應變和濕度刺激的高靈敏與快速響應。由此開發了電子皮膚貼片和智能口罩，實現以患者為中心的持續醫療保健管理。此外，該器件可長期佩戴在人體皮膚上，且所有元件都可在水中回收或再利用。

  原文鏈接：Shuai Liu, Wenwen Li, Xinyi Wang, Liang Lu, Yue Yao, Shuyu Lai, Yunqi Xu, Junjie Yang, Zhihao Hu, Xinglong Gong, Ken Cham-Fai Leung and Shouhu Xuan. Permeable, Stretchable, and Recyclable Cellulose Aerogel On-Skin Electronics for Dual-Modal Sensing and Personal Healthcare. ACS Nano, 2025.

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c13458