近日，由南京大学、河海大学、山西省人民医院、内蒙古科技大学的研究人员组成的团队在电子皮肤领域取得重要进展，通过基于湿式异质结构带电射流的自组装技术，该团队构建了超薄、超轻、透气的多功能静电纺丝微金字塔阵列(EMPA)，在此基础上研制了高灵敏度和快速响应的EMPA压容-摩擦电复合传感器，该研究工作为开发具有出色性能和无感式下一代贴合皮肤(on-skin)器件提供了一种通用且可升级的策略，满足了贴合皮肤器件在诸多场景中严苛的应用需求。相关成果以“Versatile self-assembled electrospun micropyramid arrays for high-performance on-skin devices with minimal sensory interference”为题发表于Nature Communication期刊。

　　在本论文中，作者们通过静电纺丝自组装构建了独特的超薄、超轻、透气的EMPA，从而赋予无感式贴合皮肤器件在各种应用中具有出色的性能。一系列湿式异质结构带电射流可以被组装成由各种材料制成的结构可设计的EMPA。受益于灵活的可设计性，EMPA的最佳光学、热学、机械和电学特性被充分开发利用，以实现应用于日间辐射制冷、压力传感和生物力学能量收集的无感式贴合皮肤器件的出色性能。基于EMPA的辐射制冷织物(薄至47µm)具有较高的可见光-近红外(VIS-NIR)反射率(97.9%)和中红外(MIR)发射率(76.3%)，在一个标准太阳光强度(1kW/m²)下，可以将皮肤周围的温度降低约4℃，并且提供长期的舒适性。此外，所研制的EMPA压容-摩擦电复合传感器兼具高灵敏度和快速响应时间，灵敏度达到19kPa⁻¹、检出限低至0.05Pa、响应时间快至0.8ms，这些优点使其可以检测到极微弱的指尖脉冲，以用于在宽频范围内监测手指自然操作的健康诊断。具有高摩擦电和压电输出(105.1µCm⁻²)的EMPA纳米发电机实现了高效率的生物机械能收集。值得注意的是，通过优化EMPA的材料和结构，研究人员可以进一步提高和拓宽其性能和应用领域。该研究得到了国家重点研发计划、国家杰出青年基金、南京市杰出科技人才计划等资助。