综述：智能摩擦电材料在主动感知型可穿戴电子皮肤中的应用

这篇综述系统梳理了基于智能摩擦电材料（TENG）的电子皮肤（e-skin）在分子设计、多功能集成及医疗监测等领域的突破性进展，重点探讨了1D纤维、2D薄膜/织物和3D凝胶的复合策略，以及拉伸性、自修复（self-healing）、防水透气性和生物相容性等关键特性在可穿戴场景中的协同作用，为下一代自供电（self-powered）人机交互（HMI）技术提供了前瞻性视角。

　　

智能摩擦电材料

随着物联网（IoT）和仿生技术的快速发展，电子皮肤（e-skin）作为模拟人类触觉的柔性电子设备，其核心——智能摩擦电材料（TENG）正从单一功能向多功能集成演进。1D纤维通过静电纺丝技术实现高灵敏度应变感知；2D薄膜/织物通过微结构设计（如微金字塔阵列）提升摩擦电荷密度；3D水凝胶则利用离子导电网络增强环境适应性。例如，聚二甲基硅氧烷（PDMS）与碳纳米管（CNT）的复合体系可同时实现200%拉伸率和0.1 kPa^?1的压力灵敏度。

电子皮肤的功能特性

拉伸性：仿生蛇形电路设计使e-skin在300%形变下仍保持导电性；自修复：动态二硫键交联的聚氨酯可在室温下24小时内恢复90%机械性能；防水透气性：静电纺纳米纤维膜（孔径<5 μm）实现10⁴ g·m^?2·day^?1的水蒸气透过率；生物相容性：丝素蛋白基材料在体内降解周期可调（7-60天），且无炎症反应。

可穿戴电子皮肤的应用

医疗监测：基于TENG的脉搏传感器可捕捉0.1 Hz低频振动信号，用于帕金森病早期诊断；运动传感：嵌入运动服的摩擦电织物可实时监测关节角度，误差<2°；人机交互：自供电手势识别手套通过电荷转移量差异区分26种手语动作，准确率达98.7%。

结论与展望

当前挑战在于材料耐久性（>10万次循环）与系统能耗（<1 μW）的平衡。未来方向包括机器学习辅助的摩擦电信号解析，以及可降解材料在临时植入设备中的应用。广西自然科学基金支持的这项研究为智能医疗与柔性电子融合提供了新范式。