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  可拉伸電子纖維尺寸小、重量輕、集成能力強，在構建高性能柔性電子器件方面有很大的潛力。然而目前可拉伸電子纖維主要由透氣性差的彈性體薄膜等材料制備，這極大阻礙了纖維內部與外部環境之間的物質（如氣體、液體）和能量交換，作為傳感等方面的應用，這種低透氣性也會在一定程度上限制纖維的傳感性能和功能集成。提升電子纖維器件的透氣性，強化器件功能層間及與外部進行有效物質輸運和能量交換，一直是高集成度、多功能纖維電子器件領域的重大挑戰之一。

  針對上述挑戰，之江實驗室馬志軍研究員團隊聯合香港理工大學鄭子劍教授、黃琪瑤助理教授等提出了一種基于多孔SBS彈性紗線（pSBS）和室溫鎵基液態金屬（LM）構建透氣性可拉伸電子器件的方法。該團隊首先通過模板誘導沉積靜電紡絲的方法制備了連續的pSBS紗線。經過對SBS紗線浸漬涂覆聚丙烯酸（PAA）極大提高了其對LM的親潤性。進一步通過簡單的浸漬涂覆在pSBS紗線表面均勻負載LM，獲得高透氣性（孔隙率~68%）、高拉伸性 （最大應變1700%） 和高電學穩定性（1500%應變下電阻上升約1.5倍）的LM-pSBS可拉伸導電纖維（圖1）。基于SBS原位靜電紡絲和LM漏板印刷交替實施的策略，該團隊進一步實現了包含壓力/溫度傳感、汗液檢測和發光等多種功能的多層結構LM-pSBS復合纖維（圖2和圖3）。這項工作突破了以往電子纖維透氣性差和難以多功能集成的難題，實現了透氣型多功能可拉伸電子纖維材料和器件的可控制備，展示了在智能可穿戴設備和人機交互中的潛在應用。該工作以“Permeable and Patternable Super-Stretchable Liquid Metal Fiber for Constructing High-Integration-Density Multifunctional Electronic Fibers為題發表在《Adv. Funct. Mater.》。文章的共同第一作者是之江實驗室博士后李恒毅博士和高級研究專員瞿瑞祥博士。該研究得到了國家自然基金委、香江學者計劃和香港研資局等單位的項目支持。

圖 3. 集成觸覺壓力傳感和溫度傳感的液態金屬纖維人工神經

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202308120