电子织物-可集成的高透气性生物相容超弹液态金属纤维层

最近，使用镓基室温液态金属来制造可拉伸导体的方法被广泛报道，包括将液态金属密封到图案化的弹性通道中，将液态金属的微滴和纳米滴分散在弹性体基质，和在封装的弹性体海绵上涂覆液态金属。这些方法可以在保持材料高导电性的同时实现高拉伸性和耐用性。然而，大多数可拉伸电子产品使用的弹性薄膜透气性差，这不仅降低了穿戴舒适性，在长期使用后引起皮肤发炎，也限制了在3D堆叠可拉伸传感系统中的应用。实际上，可伸缩电子设备的透气性被大大忽略。

香港理工大学的Zijian Zheng课题组报告了一种新型的可拉伸导体，可以通过在电纺弹性纤维层上涂覆或印刷液态金属，然后通过简单的机械激活过程制作，称之为液态金属纤维层。预拉伸过程使得悬挂在弹性纤维之间的液态金属自组织成横向网状和垂直弯曲的结构，展现出良好的透气性，可拉伸性，导电性和电稳定性。此外，液态金属纤维层具有良好的生物相容性，能够实现超过1800％应变的全向拉伸。

图1：液态金属纤维层制作过程、形态表征及透气性透湿性性能测试。

图2：液态金属纤维层的超弹性机理。

图3：液态金属纤维层的超弹性呈现出稳定，具有自适应性。

图4：液态金属纤维层具有良好的生物相容性，长时间佩戴无皮肤泛红现象。

图5：EGaIn-SBS的印刷和封装。

图6：可垂直堆叠、拓展功能的单片可拉伸电子器件。

液态金属纤维层同时具有了高电导率，高Q值，高应变，生物相容性和良好的透气性。作者展示了集成心电传感器，汗液传感器和加热器，具有透气性和全超弹性的三层整体可拉伸电子。原则上，可以通过增加可拉伸电子层的数量来实现更多功能。液态金属纤维层将成为一种通用且用户友好的平台，用于制造可提供高集成度，多功能性和长期耐磨性的单片可拉伸电子产品。

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