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综述:单原子非均相催化剂在二氧化碳热催化加氢制甲醇中的最新进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月10日 来源:Materials Today 22
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这篇综述系统梳理了智能摩擦电材料(TENGs)在电子皮肤(e-skin)中的分子设计、复合策略及多功能集成框架,重点探讨了其拉伸性、自修复性、防水透气性和生物相容性等特性在医疗监测、运动传感和人机交互(HMI)中的应用,为下一代可穿戴系统的开发提供了新思路。
近年来,随着科技发展和生活水平提升,人们对可穿戴电子皮肤(e-skin)的性能需求日益增长。智能摩擦电材料(TENGs)因其独特的能量收集和信号感知能力,成为研究热点。这类材料通过接触起电和静电感应耦合机制,将机械能转化为电能,实现自供电和高灵敏度感知。从一维纤维(1D)、二维织物/薄膜(2D)到三维凝胶(3D),材料设计正从单一功能向多功能集成演进。
电子皮肤需模拟天然皮肤的拉伸性、自修复性、防水透气性和生物相容性。例如,基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的复合材料可通过动态键(如氢键、金属配位键)实现自修复;仿生微结构设计则赋予材料超疏水性和透气性,适应复杂环境。此外,高灵敏度(>10 V kPa?1)和宽响应范围(0.1 Hz–1 kHz)使其能精准捕捉脉搏、关节运动等生理信号。
在医疗领域,摩擦电电子皮肤可实时监测心电(ECG)、肌电(EMG)信号,甚至通过汗液分析实现无创血糖检测。运动科学中,其高时空分辨率能捕捉步态和肌肉活动,辅助运动员训练。人机交互(HMI)方面,柔性传感器阵列可操控机器人或虚拟界面,提升操控自然度。
尽管智能摩擦电材料在电子皮肤中展现出巨大潜力,但仍面临材料-系统协同设计、环境稳定性等挑战。未来结合人工智能(AI)和机器学习(ML),有望开发出更智能、耐用的可穿戴系统,推动医疗、运动和人机交互领域的革新。
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