靜電紡絲將成可穿戴設備製造關鍵技術

靜電紡絲奈米纖維在可穿戴設備的開發方面比傳統材料具有更多優勢。

圖片來源：薩米爾·桑庫塞 

靜電紡絲技術是一種從聚合物基材製備具有可調性能的奈米纖維的技術。根據美國物理聯合會出版的《APL生物工程》雜誌28日最新論文，美國塔夫茨大學的研究人員在使用該技術開發可穿戴電子設備和系統方面取得新進展。

在最新研究中，他們展示了靜電紡絲材料的諸多優勢。它們的高表面積與體積比使其具有更高的孔隙率和透氣性，這對長期穿戴非常重要。此外，通過適當的聚合物混合，它們可實現卓越的生物相容性。導電靜電紡絲奈米纖維提供高表面積電極，實現靈活性和性能改進，包括快速充電和高儲能能力。

論文作者薩米爾·桑庫塞説：“它們的奈米級特徵意味著其可很好地附著在皮膚上，而無需化學黏合劑，如果你對測量生物電勢感興趣，比如使用心電圖法測量心臟活動或使用腦電圖法測量大腦活動，這一點很重要。”

在實現具有優異電子傳輸的奈米級電晶體形態方面，靜電紡絲比光刻技術要便宜得多，而且對用戶更友好。

近年來，可穿戴技術呈現出爆炸性發展趨勢。在柔性感測器、電晶體、能量存儲和採集設備進步的推動下，可穿戴設備包括直接佩戴在人體皮膚上的微型電子設備，用於傳感一系列生物物理和生化信號，或與智慧手錶一樣，提供方便的人機界面。

在不影響其機械、電氣和化學特性的可調節性情況下，設計可穿戴設備以實現最佳的皮膚順應性、透氣性和生物相容性是一項艱難的工作。靜電紡絲出現是該領域的一項令人興奮的進展。

桑庫塞表示，他們已經將靜電紡絲技術應用於身體活動監測、運動跟蹤、測量生物勢、化學和生物傳感等。

研究人員相信，在未來幾年，靜電紡絲技術將成為一種多功能、可行和廉價的可穿戴設備製造關鍵技術。他們指出，還有一些需要改進的地方，包括擴大材料的選擇範圍，提高與人體生理學結合的便利性。研究人員建議，可以通過將可穿戴設備設計得更小，或者加入透明材料來改善其美感，使其“幾乎看不見”。