仿生螺旋藤蔓微導線可構建柔性導電薄膜

日前，東南大學生物電子學國家重點實驗室教授趙遠錦課題組在電子皮膚的研究過程中取得新進展，研究團隊基于微流控紡絲系統，一步制備出包裹離子液體的仿生螺旋藤蔓微導線。這種柔軟的微導線經過進一步的排列可以包裹在柔性薄膜中，如皮膚般貼附在人體表面，可在不同部位不同幅度的運動中依然保持較為穩定的導電性。

研究團隊使用共軸組裝的玻璃毛細管微流控裝置一步制備殼層為聚偏氟乙烯（PVDF），內部包裹有離子液體1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑（EMIMBF4）的螺旋纖維。由于螺旋纖維的形貌能夠通過微流控制備過程中的流體流速控制進行調節，可以簡單地制備出具有不同螺距的微型導線。而將制備所得的導線包裹在具有良好拉伸特性的透明硅膠薄膜中，可以構建簡單的柔性導電薄膜。包裹不同螺距導線的薄膜在拉伸過程中具有不同的電阻變化特性，并且呈現出纖維螺距越小電阻變化越小的趨勢。這種薄膜材料還具有良好的重復使用特性，在多次的拉伸形變中依然能夠保持良好的形態和穩定的電阻變化。

據介紹，這種柔性導電薄膜在實際應用中也能對于不同身體部位的活動有所響應。當手指、手腕和手肘彎曲不同程度時，柔性薄膜的電阻在保持整體穩定的同時會隨運動出現極小范圍內不同程度的變化。這種特性使制備所得導電薄膜在運動時依然保持穩定的電子傳導，在對于靈敏度有較高要求的系統中減小背景信號的干擾，具有很大的實際應用前景。