《先进材料》刊发机械学院教授研究成果
发布时间:2016.06.12

来源:华中大新闻网 编辑:汪泉 浏览次数:

  新闻网讯(通讯员 张硕)5月11日,机械学院吴志刚教授的最新研究成果《一种基于PDMS,拥有柔性、粘性以及可延伸特性的表皮电子材料》(PDMS-Based Elastomer Tuned Soft, Stretchable, and Sticky for Epidermal Electronics)作为封面文章发表在材料领域顶尖杂志《先进材料》(Advanced Materials)上。

 


吴志刚(左一)与张硕

通讯员 侯子宁 摄


  这是机械学院师生首次在《先进材料》上发表文章,体现了当今科研中跨学科领域结合研究的趋势和重要性。吴志刚为论文通讯作者,其课题组博士张硕为论文并列第一作者。


  表皮电子系统,又被称为“电子纹身”。这是一种超薄柔性电子系统,能够灵活地贴附在皮肤表面,执行种类繁多的任务。“电子纹身”在2015年被《自然》(Nature)评为“2015年十大最有前景的领域之一”。通过搭载适配的传感器和效应器,表皮电子系统有着强大的适应性,其中包括了诸如生物信号传感器(心跳、血压、呼吸)、发光二极管、NFC、无线天线等一系列电子元件。该系统为可佩戴电子、医疗诊疗和生理研究提供了全新的发展方向,为物理-网络交互提供了一种自然的,非介入式的方法。


  吴志刚课题组将研究方向着眼于表皮电子系统的基质材料。柔性电子领域中传统的基质材料聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)作为一种高聚物,虽然拥有一定的柔性,但其柔软度、延展性都无法满足表皮电子系统的需求。同时粘附在表皮需要额外的粘着剂,这些粘着剂的过敏、防垢性能等都对系统的稳定提出了挑战。通过另一种氨基高聚物乙氧基聚乙烯亚胺(Ethoxylated Polyethylenimine, PEIE)在PDMS中的巧妙掺杂,这种新型的PDMS基质拥有了异构状态的高聚物网络,从而大幅度提高了柔性基质的弹性和延展性,同时还添加了粘性。PEIE的掺杂比例还可以调整这些参数,增加了材料的使用场景。由于PMDS基质无毒,有很好的透气性和生物兼容性,使得这种新材料有很大的应用潜力。

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