闽江学院

研究报告了一种完全集成的独立可拉伸生物物理传感系统，该系统结合了可穿戴生物物理传感器、三电纳米发电机（TENG）、微型超级电容器阵列（MSCAs）、电源管理电路和无线传输模块。

本文设计了两种集成自供电传感功能的多功能致动器。一种是光驱动致动器，通过 PTE 效应实现自供电温度传感功能。在机器学习算法的辅助下，自供电仿生手可以实现智能手势识别，准确率高达 96.8%。另一种是集成了锌空气电池的湿度驱动执行器，可实现自供电湿度传感。

皱巴巴的多孔石墨烯/MXene纳米复合材料在TENG中提供了较大的有效摩擦电区，为MSCA中的电离子电荷存储引入了更多的电化学活性位点，并增加了气体分子吸附位点和气体传感的电荷转移过程。除了具有优异性能参数的纳米复合材料外，高度可拉伸的器件通过岛桥和自热设计调制输出性能，为器件制造和未来放大提供了优势。由此产生的集成独立可拉伸设备平台允许在人体皮肤或衣服上的复杂机械变形下，在暴露的局部环境中对人体状况进行自供电和连续监测。这项工作的设计策略和演示为下一代生物集成电子器件的设计、制造和应用铺平了道路，用于健康老龄化和精准医疗。