国内高校联合开发出一种集成应变传感器的新型电子“纹身”

纹身形态的健康监测设备，已经不再是一个科幻的概念，而是一个可以实现的事情。这样的形态下，适应运动状态的数据实时监测，也变得轻而易举。

除了轻薄的性能，其无创紧贴的效果也备受关注。近年来，科学家们不断通过使用不同的材料、设计方法等，来探索设计性能更优越的电子纹身。目前，一些“电子纹身”已经可以达到可随意拉伸、弯曲的程度，检测心电、肌电等人体健康数据更是轻轻松松不在话下。

近日，来自南方科技大学、首都医科大学和中国科学院大学的联合研究团队，成功开发出一种集成多层电路的新型电子纹身(multilayered electronic transfer tattoo，METT)，并吸引了可穿戴设备与医疗健康领域的众多关注。

更让人惊叹的是，这种“电子纹身”兼具高延展性(8倍)、保形性和粘性，可以嵌入手指皱褶和指纹等，精细牢固、反复变形后也不会脱落。据悉，该电子纹身还可以产生折痕放大效应，将集成应变传感器的输出信号放大3倍!传感器在经过1000次拉伸后，也表现出了出色的可重复性!

纹身可以转移到不同的表面，形成一个牢固的附着，无需溶剂或热。

电子纹身在皮肤健康和运动感应方面有很大的潜力。这一最新成果带来的“电子纹身”，同时具有保形性、粘性和多层性。

而且这种“电子纹身”制作简单，可扩展。一层一层的构造和两种材料(金属聚合物导体和弹性体嵌段共聚物)被用来在纹身内制造具有理想数量的层数的电路模块。

METT包含三个部分，包括粘合剂层、释放层和两者之间的电路模块。施加压力时，粘合剂层使METT与皮肤形成紧密的适形附着。电路层保持了一层薄的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)薄膜，其中嵌入了可拉伸的导体。在由金属聚合物导体制成的METT内的电路模块包含三层电路层，其中有应变传感器，第三层电路层上有一个加热器。MPC为器件提供了优良的导电性和延展性，而SBS薄膜则支持导体并在不同的层中对其进行电隔离。

(图源：Science Advances)

它是一种集成了1个加热器和15个应变传感器的三层纹身，可以测量15个手势的自由度。

他们还开发了一种两层的METT，可以实时远程控制6个自由度的机械手。该团队通过蓝牙将弯曲手指产生的信号放大并传输到机械手上，从而控制医学研究等具体应用中的系统。

这种“电子纹身”被开发出来，用于温度调节、运动监测和机器人远程控制，并有望在医疗系统、虚拟现实和可穿戴机器人领域实现广泛应用。

近期，相关研究论文以“Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect” 为题，在线发表在科学期刊《科学进展》(Science Advances)上。