柔性傳感器作為實現(xiàn)環(huán)境感知和信息交互的關(guān)鍵傳感器件，由于其它們在可穿戴醫(yī)療保健監(jiān)測、運動訓(xùn)練、醫(yī)療診斷和治療、人機交互等方面的新興潛在應(yīng)用。迄今為止，通過基于電阻式、電容式、壓電式和摩擦電式傳感器的多樣化傳感機制構(gòu)建不同的傳感結(jié)構(gòu)，觸覺傳感器已經(jīng)取得了長足的發(fā)展并使用各種聚合物材料，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亞胺（PI）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和Ecoflex 作為彈性體基材。然而，除了傳感能力和柔性結(jié)構(gòu)外，還必須考慮長期貼膚傳感應(yīng)用時的佩戴舒適度。傳統(tǒng)的聚合物基材具有致密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是氣密的，從而阻礙了覆蓋的皮膚與外部環(huán)境之間的正常質(zhì)量微交換。因此，需要氣體和水蒸氣的滲透來維持合適的熱微環(huán)境，以平衡皮膚表面因排汗而流失的水分和熱量，否則濕氣會在覆蓋部位積聚成大量液體，導(dǎo)致不舒適。覆蓋皮膚的熱生理感覺，例如潮濕、發(fā)紅和炎癥。這是因為皮膚需要保持約 30-34 °C 的狹窄溫度范圍，以獲得細胞和組織的最佳生物功能。過熱或過冷都會對皮膚的健康狀況產(chǎn)生負面影響。此外，累積的流動液體和增加的點溫度也會對柔性傳感器的物理形成、傳感性能和可靠性產(chǎn)生負面影響。因此，基于具有獨特透氣性和透濕性的織物或多孔平臺構(gòu)建柔性傳感器以維持正常的個人熱管理已成為以舒適健康的貼膚穿著為目的的新的發(fā)展趨勢。過熱或過冷都會對皮膚的健康狀況產(chǎn)生負面影響。因此，基于具有獨特透氣性和透濕性的織物或多孔平臺構(gòu)建柔性傳感器以維持正常的個人熱管理已成為以舒適健康的貼膚穿著為目的的新的發(fā)展趨勢。可穿戴傳感器緊密附著在不同身體部位的皮膚上，用于生理監(jiān)測和運動檢測。除了傳感性能和柔性結(jié)構(gòu)之外，保持覆蓋的皮膚與外部環(huán)境之間的正常質(zhì)量微交換以及適當?shù)纳崮芰τ谑孢m的佩戴也非常重要。
圖1 具有個人熱管理和可穿戴傳感關(guān)鍵功能的多功能設(shè)備的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計。 圖2 該多功能器件的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和組成。 圖3 該多功能裝置的傳感機構(gòu)和性能。 圖4 該多功能裝置的疏水性、滲透性、散熱能力和生物相容性。
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