陳根：具有“毛孔”的智能皮膚，可用作長期監測_風聞

文/陳根

現如今，可穿戴設備實時監測身體健康，已經走入了日常生活，各類手環手錶、電子皮膚層出不窮。就電子皮膚而言，其能附着在人體皮膚表面，通過分析毛孔來檢測維生素 C、血糖等諸多生理特徵。

不過，目前電子皮膚存在一個問題，**即市面上的電子皮膚往往是由聚合物材料製成，並不那麼透氣，**在動輒就大汗淋漓的夏天，其可能在短時間內就會脱落，或者裏面的傳感器發生故障。

為此，麻省理工學院的研究人員開發出了一款新型電子皮膚。這是一種內嵌傳感器的粘性貼片，上面巧妙分佈着類似人體的“毛孔”，不僅舒適親膚，而且即使佩戴者出汗，也不會出現故障或從皮膚上脱落的情況。

為了做到電子皮膚的透氣性，研究人員向實際的人類皮膚尋找靈感。通過調查，該團隊確定了一些有用的特徵，如每個毛孔的平均直徑約為 100 微米，而且毛孔在皮膚上是隨機分佈的。此外，如果能在電子皮膚中提供人工汗液管道，併為汗液製作高滲透性的路徑，就可能實現長期的可監測性。

根據這些觀察，研究人員打造出新型電子皮膚。該皮膚共分為四層，前三層為銅（Au）與聚酰亞胺 (PI) 互連封裝的電子模塊，其中內嵌了温度、紫外線等多種傳感器，最後一層為聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 粘合劑。每一層都被打孔，形成人造“毛孔”以防止汗液滯留在感應區。

但如果籠統地將孔的圖案刻蝕在薄膜上，薄膜的伸縮延展性會降低，而且貼在皮膚上時很容易破裂。所以研究人員又從剪紙藝術中汲取靈感，把孔用一些極細通道連接起來，讓人造皮膚產生像剪紙般可拉伸的效果。

為了測試新款電子皮膚的功能，研究人員將其貼在志願者的手腕和前額上進行測試，並讓志願者連續佩戴該設備超過一週。

在此期間，智能貼片能夠有效地測量出受試者的體温、水分含量、紫外線照射和脈搏。而且，為了測試其防汗效果，受試者進行了跑步 30 分鐘、吃辛辣食物並大量出汗的嘗試，結果貼片紋絲不動，其監測性能也未受影響。

雖然該電子皮膚透氣性好且防汗，但由於剪紙的設計，加上材料的超薄特點，使其在受到摩擦時顯得非常脆弱。所以在未來，其強度和耐用性還需要進一步提高。