模仿人類(lèi)皮膚感知功能的電子皮膚（E-skin）是一種新型的柔性可穿戴傳感器，具有輕薄、柔軟、靈活等特點(diǎn)，可將外界刺激轉(zhuǎn)化為不同的輸出信號(hào)，因此在智慧醫(yī)療、人機(jī)交互（HMI）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和人工智能（AI）等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前E-skin大多需要與外部電源集成，以及多設(shè)備協(xié)調(diào)。除了傳感部分外，大多數(shù)組件通常都是剛性的，這極大地影響了E-skin的美感、舒適性和安全性，也對(duì)信號(hào)采集產(chǎn)生了不利影響。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)和構(gòu)建輕薄、柔軟、高透明度和高穩(wěn)定性的一體化自供電的透明E-skin。

現(xiàn)有E-skin通常依靠有線電源、剛性電池或能量收集裝置來(lái)供能，這些供能裝置存在諸多不足，如有線、剛性、笨重以及不穩(wěn)定等，因此亟待開(kāi)發(fā)一種與之相匹配的柔性?xún)?chǔ)能裝置。美觀也是E-skin走向?qū)嵱没非蟮闹匾繕?biāo)，實(shí)現(xiàn)透明化E-skin，可提升佩戴者的視覺(jué)和美學(xué)感受。另外，E-skin的透明效果可為其功能設(shè)計(jì)增加額外維度，例如附加光伏能源收集和變色效果等功能。然而，目前報(bào)道的E-skin大多不透明或部分透明，這主要源于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和滲流理論的限制。理想的柔性E-skin應(yīng)該是其所有組成部件能夠滿足可拉伸性、透明性、高度集成，具有獨(dú)立穩(wěn)定可靠的能源供應(yīng)組件，以及無(wú)線信息傳輸功能。

近日，蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院蘭偉教授領(lǐng)銜的柔性電子科研團(tuán)隊(duì)提出了一種一體式自供能的全透明柔性E-skin，該系統(tǒng)由透明超級(jí)電容器、可拉伸透明應(yīng)變傳感器和蛇形電阻組成。以富含氧空位的氧化鉬納米線為活性材料，利用納米纖維素調(diào)控光折射率，形成自支撐紙電極，構(gòu)成的柔性透明超級(jí)電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的柔性、透明性和電化學(xué)性能。由一維銀納米線和二維MXene納米片構(gòu)建的“島橋結(jié)構(gòu)”應(yīng)變傳感器具有極高的靈敏度，1%應(yīng)變條件下，GF因子高達(dá)220，與同類(lèi)型器件相比高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。超級(jí)電容器作為“隱身”電源可為一體式E-skin系統(tǒng)進(jìn)行供電。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)形變情況下，無(wú)論應(yīng)變范圍大小，均表現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能。充電后，一體式E-skin貼敷于人體皮膚，可實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏、吞咽、肢體運(yùn)動(dòng)等微弱生理信號(hào)和大范圍肢體運(yùn)動(dòng)等的多尺度人體活動(dòng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。（來(lái)源：蘭州大學(xué)）