兰伟教授领衔的柔性电子科研团队提出了一种一体式自供能的全透明柔性E-skin

模仿人类皮肤感知功能的电子皮肤（E-skin）是一种新型的柔性可穿戴传感器，具有轻薄、柔软、灵活等特点，可将外界刺激转化为不同的输出信号，因此在智慧医疗、人机交互（HMI）、虚拟现实（VR）和人工智能（AI）等领域具有广阔的应用前景。目前E-skin大多需要与外部电源集成，以及多设备协调。除了传感部分外，大多数组件通常都是刚性的，这极大地影响了E-skin的美感、舒适性和安全性，也对信号采集产生了不利影响。因此，迫切需要开发和构建轻薄、柔软、高透明度和高稳定性的一体化自供电的透明E-skin。

现有E-skin通常依靠有线电源、刚性电池或能量收集装置来供能，这些供能装置存在诸多不足，如有线、刚性、笨重以及不稳定等，因此亟待开发一种与之相匹配的柔性储能装置。美观也是E-skin走向实用化所追求的重要目标，实现透明化E-skin，可提升佩戴者的视觉和美学感受。另外，E-skin的透明效果可为其功能设计增加额外维度，例如附加光伏能源收集和变色效果等功能。然而，目前报道的E-skin大多不透明或部分透明，这主要源于结构设计、材料选择和渗流理论的限制。理想的柔性E-skin应该是其所有组成部件能够满足可拉伸性、透明性、高度集成，具有独立稳定可靠的能源供应组件，以及无线信息传输功能。

近日，兰州大学物理科学与技术学院兰伟教授领衔的柔性电子科研团队提出了一种一体式自供能的全透明柔性E-skin，该系统由透明超级电容器、可拉伸透明应变传感器和蛇形电阻组成。以富含氧空位的氧化钼纳米线为活性材料，利用纳米纤维素调控光折射率，形成自支撑纸电极，构成的柔性透明超级电容器表现出优异的柔性、透明性和电化学性能。由一维银纳米线和二维MXene纳米片构建的“岛桥结构”应变传感器具有极高的灵敏度，1%应变条件下，GF因子高达220，与同类型器件相比高出2个数量级。超级电容器作为“隐身”电源可为一体式E-skin系统进行供电。实验结果表明，在动态和静态形变情况下，无论应变范围大小，均表现出优异的传感性能。充电后，一体式E-skin贴敷于人体皮肤，可实现对脉搏、吞咽、肢体运动等微弱生理信号和大范围肢体运动等的多尺度人体活动的实时检测。（来源：兰州大学）