文/陳根

現(xiàn)如今，可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體健康，已經(jīng)走入了日常生活，各類手環(huán)手表、電子皮膚層出不窮。就電子皮膚而言，其能附著在人體皮膚表面，通過(guò)分析毛孔來(lái)檢測(cè)維生素 C、血糖等諸多生理特征。

不過(guò)，目前電子皮膚存在一個(gè)問(wèn)題，即市面上的電子皮膚往往是由聚合物材料制成，并不那么透氣，在動(dòng)輒就大汗淋漓的夏天，其可能在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)脫落，或者里面的傳感器發(fā)生故障。

為此，麻省理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)出了一款新型電子皮膚。這是一種內(nèi)嵌傳感器的粘性貼片，上面巧妙分布著類似人體的“毛孔”，不僅舒適親膚，而且即使佩戴者出汗，也不會(huì)出現(xiàn)故障或從皮膚上脫落的情況。

為了做到電子皮膚的透氣性，研究人員向?qū)嶋H的人類皮膚尋找靈感。通過(guò)調(diào)查，該團(tuán)隊(duì)確定了一些有用的特征，如每個(gè)毛孔的平均直徑約為100 微米，而且毛孔在皮膚上是隨機(jī)分布的。此外，如果能在電子皮膚中提供人工汗液管道，并為汗液制作高滲透性的路徑，就可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的可監(jiān)測(cè)性。

根據(jù)這些觀察，研究人員打造出新型電子皮膚。該皮膚共分為四層，前三層為銅（Au）與聚酰亞胺 (PI) 互連封裝的電子模塊，其中內(nèi)嵌了溫度、紫外線等多種傳感器，最后一層為聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 粘合劑。每一層都被打孔，形成人造“毛孔”以防止汗液滯留在感應(yīng)區(qū)。

但如果籠統(tǒng)地將孔的圖案刻蝕在薄膜上，薄膜的伸縮延展性會(huì)降低，而且貼在皮膚上時(shí)很容易破裂。所以研究人員又從剪紙藝術(shù)中汲取靈感，把孔用一些極細(xì)通道連接起來(lái)，讓人造皮膚產(chǎn)生像剪紙般可拉伸的效果。

為了測(cè)試新款電子皮膚的功能，研究人員將其貼在志愿者的手腕和前額上進(jìn)行測(cè)試，并讓志愿者連續(xù)佩戴該設(shè)備超過(guò)一周。

在此期間，智能貼片能夠有效地測(cè)量出受試者的體溫、水分含量、紫外線照射和脈搏。而且，為了測(cè)試其防汗效果，受試者進(jìn)行了跑步 30 分鐘、吃辛辣食物并大量出汗的嘗試，結(jié)果貼片紋絲不動(dòng)，其監(jiān)測(cè)性能也未受影響。

雖然該電子皮膚透氣性好且防汗，但由于剪紙的設(shè)計(jì)，加上材料的超薄特點(diǎn)，使其在受到摩擦?xí)r顯得非常脆弱。所以在未來(lái)，其強(qiáng)度和耐用性還需要進(jìn)一步提高。