柔性电子学中的表界面化学

姬少博，陈晓东

（南洋理工大学材料科学与工程学院,新加坡639798）

随着社会的发展与科学技术的进步，个人医疗检测、运动管理等智能设备逐步进入人们的生活之中. 便携式的医疗设备（如简易心电检测、血压血糖检测等）设备已经十分普及，可穿戴设备，如心率、心电、呼吸率等实时监测设备，也在迅速发展中. 传统的硬件设备在电路设计、信号处理、无线传输等方面已十分成熟，然而在进行各种人体生理信号的采集，尤其是实时动态采集时，仍有很大不足. 其原因在于传统的信号采集传感器（电极、光学传感器等）与被采集对象（皮肤、器官等）力学性能不匹配，导致界面在动态过程中不稳定，造成实时信号的偏差甚至丢失［1］. 如传统的凝胶电极在静态下可与皮肤黏附并采集心电信号，而在运动状态下皮肤会发生形变，此时电极不能与皮肤共形形变（Conformal deformation），电极-皮肤界面变动致使信号产生偏差. 此外，出于便携性的考虑，可折叠/弯曲智能设备也是一大发展热点，其中柔性显示屏已实现了商业化，而其它配套电子器件的柔性化仍在研究与发展中.

为了解决传统硬件设备带来的问题，柔性电子学应运而生［2～7］. 柔性电子通过赋予柔性/可拉伸基底特定的电学性能，以实现在形变过程中保持其性能和功能. 出于不同的目的，研究发展了可拉伸导体、柔性储电设备、柔性电极、可拉伸传感器等多种体系. 柔性电极和传感器可实现与皮肤的共形黏附，从而实现稳定的电生理信号监测、脉搏/呼吸率监测（柔性应力传感器）、体温监测（柔性温度传感器）等应用［8，9］；……