香港城市大学于欣格Nature丨无惧出汗！柔性集成透气可穿戴电子器件

  原标题：香港城市大学于欣格Nature丨无惧出汗！柔性集成透气可穿戴电子器件

  具有良好透气性的可穿戴电子设备可带来舒适的佩戴体验，并有助于长时间连续监测生物信号，然而目前对透气电子元件的研究主要停留在电极和基底开发阶段，远远落后于与各种电子元件（如电路/电子器件/封装）全面集成的实际应用，在单一的集成可穿戴电子系统中实现渗透性和多功能性仍然是一项艰巨挑战。

  2024年3月27日，香港城市大学于欣格副教授团队在Nature期刊发表题为“A three-dimensional liquid diode for soft, integrated permeable electronics”的研究论文，香港城市大学博士后张彬彬、博士后李冀豫、博士生周靖昆、博士生Lung Chow（邹龙）为论文共同第一作者，于欣格副教授为论文通讯作者，港城大邱美娈助理教授/王锋教授、西南交通大学杨维清教授、港理工郑子剑教授/王钻开教授等为论文共同作者。

  于欣格，香港城市大学生物医学工程系副教授，专注于新型柔性电子在生物医疗领域以及智能触觉VR中的应用；2009年本科/2015年博士毕业于电子科技大学，导师：于军胜教授；2015-2018年先后于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、西北大学从事博士后研究；2018年加入香港城市大学。

  张彬彬，香港城市大学博士后，专注于自供电电子器件研究；2021年博士毕业于西南交通大学材料科学与工程学院，导师：杨维清教授。

  李冀豫，香港城市大学博士后，专注于皮肤集成电子/生物传感器研究；本科/硕士毕业于中山大学，导师：蒋乐伦教授；2021年博士毕业于香港城市大学。

  周靖昆，香港城市大学博士生，专注于电气工程/人机接口研究；硕士毕业于清华大学电子工程系；2020年至今于香港城市大学攻读博士学位。

  该研究报道了一种基于三维液体二极管（3D LD）配置的集成透湿可穿戴电子器件的通用策略。通过构建空间异质润湿性，3D LD以11.6ml·cm -2·min -1的最大流速将汗液从皮肤单向自泵送至出口，比运动时的生理出汗率高出4000倍，即使在出汗条件下也能表现出卓越的亲肤性、用户舒适度和稳定的信号读取性能。可拆卸式设计结合了可更换的蒸汽/排汗基板，实现了软电路/电子元件的重复使用，提高了其可持续性和成本效益。研究人员在先进的皮肤集成电子产品和纺织品集成电子产品中展示了这一基础技术，突出了其在可扩展、用户友好的可穿戴设备方面的潜力。

  研究人员提出了基于3D LD概念（图1a）的集成透气可穿戴电子器件从材料加工、器件结构到系统集成的基本方法，它可当作一个通用平台/基底，与成熟的皮肤集成和可穿戴电子器件集成。与已报道的产品不同的是，3D LD并不依赖于独特的材料，而是在被称为垂直液体二极管（VLD）的面外汗液通道上采用了被称为水平液体二极管（HLD）的面内液体传输层。3D LD结合了面内和面外的汗液传输特性，不仅仅具备极佳的透气/透汗性能，还能够在其上直接集成高性能可穿戴电子设备，而不会对排汗产生任何影响（图1b）。3D LD具有受自然启发（猪笼草、仙人掌、蜘蛛丝等）的微结构，能定向自发地输送液体，使汗液按预先设定的路径持续输送。它能迅速将汗液从皮肤-设备界面自泵到出口，同时防止回流，从而使可穿戴设备能提供较为可靠的生物信号监测，具有强大的粘附强度，并在长期佩戴过程中提供舒适性且无刺激性（图1c-e）。此外，基于3D LD基底和柔性/可穿戴电子器件磁耦合的可拆卸设计大幅度的提升了实际可用性并降低了成本（图1f）。

  3D LD具有集成的系统级透湿性，比人体出汗率高出三个数量级，可实现无缝、连续和热舒适的医疗保健监测。全面的用户研究表明，它在出汗条件下保持稳定、舒适的皮肤-设备界面方面表现出色。基于3D LD概念的心电监护仪与传统的心电监护仪相比，减少了运动伪影，可在长达一周的时间内提供较为可靠的信号。因此，3D LD技术有望成为用户友好型长期医疗保健监测可穿戴设备的候选产品。优化功能材料、器件结构和制造技术对于提高其性能和实现大规模生产至关重要。采用可清洗和可回收的粘合剂衬底有望提高设备的可重复使用性和成本效益。

  智能服装是将来纺织服装业的发展的新趋势。智能服装是指模拟生命系统,同时具有感知和反应双重功能的服装。智能服装不仅能感知外部环境或内部状态的变化，而且通过反馈机制，实时地对这种变化做出一定的反应。感知、反馈和响应是智能服装的三大要素。为实现上述的监测及反馈，硬件、传感器、电子元件、软件系统、微型芯片、开放网络、应用界面、智能织物、能源系统、时尚设计等元素都难以忽略。智能服装从2016年开始爆发，作为一种新型产业高质量发展已经势不可挡。随着科学技术的发展,服装已突破了原有的保温和美化的范畴,正在走向功能化与智能化。智能服装的出现是人类服装史上的一次革命性变化,它的出现对纺织服装业的发展有重大意义,并将产生深远的影响。

  SG2024第十届上海国际智能服装服饰产业大会将于7月5-6日在上海召开，大会将以“智能创新 产业升级”为主题，聚焦智能服装服饰发展的关键共性问题，探讨智能服装服饰产业高质量发展趋势和解决融合之道，展示智能服装服饰领域最新成果、前沿技术和最新产品，推动行业应用和消费普及，搭建智能服装服饰的创新合作平台、国际交流平台和成果展示平台，汇聚全球要素资源，切实把 SG2024 智能服装服饰产业大会办成全球智能服装服饰领域规格最高、顶级规模、影响力最强的顶级峰会。

  本次SG2024智能服装服饰产业大会邀请政府、协会领导、行业专家学者、知名品牌企业、投资机构、各经销代理电商等大咖与权威专家参会交流，全面深入探讨智能服装服饰领域的最新技术和研究方向、行业热点和市场趋势。会议议题涵盖智能服装服饰的高新材料、技术及硬件、智能服装服饰设计、智能服装服饰成品等专业领域，期间分别举办高新前沿技术发布会、金融投资一对一对接分会。

  2023年3月17-18日 SG2023第九届深圳国际智能服装服饰产业大会在深圳国际会展中心皇冠假日酒店落下帷幕。大会邀请到政府相关主管单位、行业协会、各大院校、企业领导等 200 多家机构参加（来自纺织服装公司、高等院校、科技公司、经销商、贸易商、融资机构等），参与公司能够带来最前沿的智能服装服饰产品及解决方案。大会共有 20 多场专题分享，演讲嘉宾与参会代表一起探讨智能服装服饰行业的发展、现状、前景、技术交流合作，会议规模 300 多人。本届大会展出单位有北京中科海势科技有限公司/龙岩凯隆科技有限公司/腾飞科技股份有限公司/深圳智裳科技有限公司/深圳挺美健康科技有限公司/北京叠加态技术有限公司 /东莞阿丁实业有限公司/苏州能斯达电子科技有限公司 /烟台经纬智能科技有限公司/苏州捷迪纳米科技有限公司/上海亚厚纺织科技有限公司/四川东鼎里智信息技术有限责任公司/深圳极展科技有限公司/河南智能穿戴产业小镇/嘉兴泰益斯智柔电子有限公司。参与大会有名的公司包括艾莱依、李宁、波司登、劲霸、安踏、柒牌、纯棉时代、际华集团、新兴际华集团、361度、鄂尔多斯、卡尔丹顿、乔丹、天创新材料、韧和科技、韶音科技、拙雅设计、启原纳米、即发集团、烯旺新材料、佛伦斯服饰、云龙服饰、鑫源欣纺织、心韵恒安、云皓、德威信、鑫源欣、爱柯智能、碳垣新材料、海林集团、海格通信、脉尖科技、嘉兴温芯、欧迪妮服饰、优普泰、陆军医学中心、海军医学中心、93114部队、北京爱尚家、千义服饰、盛意成、天创新材料、睿鼎资本、红豆投资、创元投资、先德投资、中知厚德投资等。

  同时科研机构也是一如即往的大力参与本次大会，包括东华大学、香港理工大学智能可穿戴研究院、国家石墨烯应用产业技术创新战略联盟、深圳市计量质量检测研究院、深圳市智能服装服饰产业发展研究会、松山湖材料实验室、南开大学药物化学生物学国家重点实验室、中国科学院北京纳米能源与系统研究所、复旦大学纤维电子学研究中心、中科院宁波材料研究所、北京服装学院、南通大学、江南大学、武汉纺织大学、河北大学电子信息工程学院、塔里木大学、清华大学、天津工业大学、上海应用技术大学、中国科学技术大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、大连工业大学、浙江理工大学、江苏工程职业技术学院、浙江清华柔性电子技术研究院、西安工程大学、惠州学院旭日广东服装学院、闽江学院、西北工业大学、浙江工业大学、中国科学院深圳先进技术研究院、广东工业大学、五邑大学、义乌工商职业技术学院、嘉兴职业技术学院、中纺标、厦门大学、广检集团、等国内外知名机构参与。

  线：智能+服装(ERP、CRM、WMS、PLM)赋能智能制造管理解决方案应用

  王宏志 东华大学教授、科研院副院长、纺织行业智能纤维技术与制品重点实验室主任

  刘 莉 国家冬季运动服装装备研发中心主任、北京服装学院服装科技研究院院长、教授

  樊 威 西安工程大学纺织科学与工程学院副院长、柔性电子与智能纺织研究院院长

  智能服装服饰（展区）：运动服、心率衣、心电衣、温控服、理疗服、防护服、变色服、定位、防丢服、牛仔服、变色服、礼服，羽绒服、潜水服、童装，婚纱服，婴幼儿服装、内衣、睡衣、文胸、内裤、T恤背心、衬衫、雨衣、冲锋衣、航空服、军服、医疗服、警察服、量子服饰、石墨烯服饰、消防服、抗菌服各智能功能服、智能定制品牌、智能枕头、智能被子、智能鞋、智能帽、智能袜、智能领带、口罩、智能背包等；

  智能服装技术及硬件（展区）：电子信息技术、传感器技术、触控技术，生物识别技术、RFID技术、3D打印技术、信息管理系统、智能硬件、电子元件、IC芯片、 定制系统、CAM/CAD系统/吊挂系统，3D智能试衣系统、智能试衣镜、及其它相关的技术与硬件等；

  智能服装生产设备（展区）：智能化自动化服装生产线、机器人、裁、剪、缝各类智能化自动化设备、智能印花设备、智能纺织设备、智能制衣设备，激光设备，超声波，智能服装专用设备，及其它相关4.0的技术与设备等；

  智能服装高新材料（展区）：智能织物、面料、纤维、纱线、相变纤维、记忆纤维，智能凝胶纤维、光导纤维、调温纤维、石墨烯、量子科技、纳米材料、光变材料等相关高新服装材料；

  参会费用：①人民币2000元\人（含会议费、资料费、场地费、午餐费、晚餐费）。

  展位费用：标准展位（6m²）12800元 （包括两人参会费用、展出场地、2.5m高壁板、楣牌制作一条、6平方米地毯、咨询桌一张、椅子二把、10A/220V单相插座一个，射灯二支，清洁安保服务）。