1）研究人員提出了一種簡單的制造方法，可生產厚度低至7 μm、可伸縮性大于100 cm2的水凝膠薄膜。所得超薄水凝膠膜顯示出組合的特征，包括高水蒸氣滲透性、極高的機械順應性、高透光率和生物相容性。

　　

　　2）這種水凝膠界面具有幾微米到幾十微米的厚度，確保了與皮膚花紋、折痕和凹痕的一致性，允許變形以補償應力并避免皮膚自然運動過程中的破裂。高水蒸氣透過率(WVTR)和良好的皮膚-水凝膠水交換保證了在與電子設備耦合時不受干擾的經表皮水分損失和皮膚的自由呼吸。

　　3）研究人員證明了通過超薄水凝膠界面將多種類型的有機薄膜器件，即有機場效應晶體管(OFETs)、有機電化學晶體管(OECTs)和有機光伏(OPV)與皮膚集成的可行性。

　　這項工作提供了一種簡易的解決方案，以無縫的方式將薄膜電子設備與軟皮連接起來，并將促進皮集成電子設備的普遍適用性。

　　

　　總結：團隊提供了一項關于應用超薄水凝膠夾層來耦合柔性電子設備和柔軟皮膚的原理的全面研究。超薄水凝膠膜易于用冷層壓方法處理，并且可以實現具有受控均勻性的大面積生產。厚度為10μm或以下，最薄的水凝膠輕輕覆蓋皮膚表面的字形線條和細微細節，而不會形成任何氣隙。在不同的皮膚部位，包括近指間、掌指關節和手掌，超薄水凝膠膜完全符合皮膚紋理。這種對皮膚字形圖案、折痕和凹陷的極度順應性允許水凝膠和耦合的電子元件隨著角質層的自然運動而拉伸和變形。

　　通過將水凝膠應用于皮膚表面，水凝膠基質中的游離水可以穿透角質層并滋潤皮膚；同時，高WVTR，即1890.0±134.4 g m？2天？1，是薄PDMS的三倍，多孔水凝膠的保水性允許TEWL和通過皮膚自由出汗。親密接觸1.5分鐘后，皮膚-水凝膠水交換動力學達到平衡，水凝膠在皮膚上保持凝膠狀態超過一周。這將解決與皮膚和不可滲透聚對二甲苯界面處不期望的水積聚相關的常見問題，并確保設備和皮膚之間的微氣候平衡，從而實現可穿戴設備頂部皮膚的自由“呼吸”。水凝膠/電子集成貼片可以多次附著和分離，而不會損壞設備或刺激皮膚，進一步表明其應用潛力是可行的。

　　最后，該原型演示表明，通過超薄水凝膠膜將多類型有機薄膜器件與皮膚耦合的可行性很高。我們使用超柔性有機場效應晶體管、電化學晶體管和光伏來說明可變的應用場景。特別是，超薄水凝膠不僅提供了粘性和透氣性界面，而且還為皮膚集成光電的熱管理提供了有效策略。正如光伏技術所公認的，最多20%的太陽能被轉換為電輸出，而大量的太陽能被轉化為廢熱，將太陽能板的溫度提高到40°C以上。加熱效應是有害的，因為它可能加速光伏的熱降解并擾亂皮膚TEWL。在背板上涂抹水凝膠后，達到了明顯的冷卻效果，峰值溫度約為36.1°C，接近自然體溫。因此，一種新的皮膚集成OPV范式，以及具有前所未有舒適性的自供電可穿戴系統即將到來。

　　皮膚集成電子技術是一個極具活力的研究方向，有望在多個方面發揮應用潛力，從個性化醫療保健、人機界面到綠色能源。特別地，電子感測組件與人體皮膚之間的緊密接觸將有效地減少皮膚接觸阻抗，最小化運動偽影，提高測量精度，并簡化后續數據擁有算法。通過展示超薄水凝膠的高通量生產方法，系統評估皮膚-水凝膠界面的水排泄和交換動力學，以及兩側的耦合，即水凝膠-皮膚和水凝膠-電子界面，我們的工作將促進皮膚集成電子的普遍適用性。

　　文章來源：水凝膠、新材料

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