静电纺丝将成可穿戴设备制造关键技术

静电纺丝纳米纤维在可穿戴设备的开发方面比传统材料具有更多优势。

图片来源：萨米尔·桑库塞 

静电纺丝技术是一种从聚合物基材制备具有可调性能的纳米纤维的技术。根据美国物理联合会出版的《APL生物工程》杂志28日最新论文，美国塔夫茨大学的研究人员在使用该技术开发可穿戴电子设备和系统方面取得新进展。

在最新研究中，他们展示了静电纺丝材料的诸多优势。它们的高表面积与体积比使其具有更高的孔隙率和透气性，这对长期穿戴非常重要。此外，通过适当的聚合物混合，它们可实现卓越的生物兼容性。导电静电纺丝纳米纤维提供高表面积电极，实现灵活性和性能改进，包括快速充电和高储能能力。

论文作者萨米尔·桑库塞说：“它们的纳米级特征意味着其可很好地附着在皮肤上，而无需化学黏合剂，如果你对测量生物电势感兴趣，比如使用心电图法测量心脏活动或使用脑电图法测量大脑活动，这一点很重要。”

在实现具有优异电子传输的纳米级晶体管形态方面，静电纺丝比光刻技术要便宜得多，而且对用户更友好。

近年来，可穿戴技术呈现出爆炸性发展趋势。在柔性传感器、晶体管、能量存储和采集设备进步的推动下，可穿戴设备包括直接佩戴在人体皮肤上的微型电子设备，用于传感一系列生物物理和生化信号，或与智能手表一样，提供方便的人机界面。

在不影响其机械、电气和化学特性的可调节性情况下，设计可穿戴设备以实现最佳的皮肤顺应性、透气性和生物兼容性是一项艰难的工作。静电纺丝出现是该领域的一项令人兴奋的进展。

桑库塞表示，他们已经将静电纺丝技术应用于身体活动监测、运动跟踪、测量生物势、化学和生物传感等。

研究人员相信，在未来几年，静电纺丝技术将成为一种多功能、可行和廉价的可穿戴设备制造关键技术。他们指出，还有一些需要改进的地方，包括扩大材料的选择范围，提高与人体生理学结合的便利性。研究人员建议，可以通过将可穿戴设备设计得更小，或者加入透明材料来改善其美感，使其“几乎看不见”。