美科学家实现画在皮肤上的电子产品为可穿戴式设备提供突破性进展

美国休斯顿大学机械工程系副教授Cunjiang Yu领导的研究团队开发出了一种被称为“绘制在皮肤上的电子学”的新电子器件形式，可以用墨水钢笔在皮肤上绘制多功能传感器和电路。研究成果发表在《自然通讯》上。

需求背景

可穿戴式生物电子学以柔软、有弹性的贴片形式附着在皮肤上，可追踪佩戴者的生理信息，已经成为监测、预防和治疗疾病和损伤的重要方式。但即使是最灵活的可穿戴设备也会受到运动伪影的限制，或者，当传感器不能随皮肤精确移动时，收集数据就会出现困难。

当你的FitBit记录的是4000步而不是4200步时，这种不精确可能并不重要，但如果用于诊断和治疗，如检查心脏功能、体温和其他物理信号等，传感器必须准确。

研究成果

该研究成果可定制为绘制在皮肤上不同的电子器件，可以收集不同类型的信息，能够追踪肌肉信号、心率、温度和皮肤水分等物理数据，在无法使用复杂设备的情况下特别有用，包括在战场上。此外，研究人员还表示，画在皮肤上的电子器件已经证明能够加速伤口的愈合。

技术核心

画在皮肤上的电子墨水实际上由三种墨水组成，分别充当导体、半导体和电介质。新成果制造技术简单，不需要专用设备。研究人员表示：“电子墨水可以自由形态的方式按需绘制，以开发设备，如晶体管、应变传感器、温度传感器、加热器、皮肤水合传感器和电生理传感器”。

Yu说：“就像你用笔在一张纸上写字一样。我们准备了几种电子材料，打散并吸入水笔中，他们以液体方式流出，但就像纸上的墨水一样，很快就干了。”

重要意义

画在皮肤上的电子元器件能够无缝地收集数据，而不管佩戴者如何运动。这一进展可以收集更精确、无运动伪影的健康数据，解决了长期以来通过可穿戴设备收集被测者运动时的精确生物数据的问题。

其他参与人员

参与该项目的研究人员还包括休斯敦大学的Faheem Ershad、Anish Thukral、Phillip Comeaux、Yuntao Lu、Hyunseok Shim、Kyoseung Sim、Nam-In Kim、Zhoulyu Rao、Ross Guevara、Luis Contreras、Fengjiao Pan、Yongcao Zhang、Ying-Shi Guan、Pinyi Yang、Xu Wang和PengWang。来自芝加哥大学的Jiping Yue和XiaoyangWu。

资金支持

海军研究办公室的青年研究员项目（N00014-18-1-2338）、国家卫生研究所（R21EB026175）、3M非终身教职员工奖、美国国家科学基金会研究生研究奖学金项目，以及得到休斯敦大学德克萨斯超导中心（TcSUH）的支持。[大国重器 天地]

延伸阅读

美国密苏里大学也研制出，铅笔和纸张的简单组合可以用来制造可用于监测个人健康的设备。研究成果名为《铅笔纸上皮肤电子学》发表在《美国国家科学院院刊》。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com