随着健康监测和智能穿戴快速发展，柔性电子对长期稳定、高保真人体生理信号采集提出了更高要求。面向人体皮肤复杂曲面、持续形变和动态运动等特点，发展具有高界面适配性、稳定接触和高保真信号传输能力的柔性电子材料与器件，可有效提升复杂人体环境下的信号采集质量，为健康监测、运动感知和人机交互等应用提供重要支撑。

近日，伟德bv1946黄维院士团队王学文教授在应变自适应微褶皱碳薄膜实现柔性高保真智能健康监测研究方面取得突破性进展。研究团队提出了一种利用快速界面应力失稳过程制备出微褶皱薄膜的新策略，实现了大面积、连续的微褶皱薄膜的可控制备，并构建了可稳定监测脉搏、呼吸、声音和肌肉运动等多种生理信号的柔性应变传感器及高保真柔性生理信号采集系统。该成果以“Strain-adaptive micro-wrinkled carbon films enable flexible high-fidelity intelligent health monitoring”为题，发表在Advanced Materials《先进材料》期刊上。

微褶皱薄膜及其生理信号感知

复杂动态人体环境下生理信号的长期稳定感知，对柔性电子材料与器件的界面适配性和信号传输稳定性提出了更高要求。针对柔性传感器长期动态服役过程中界面接触不充分、接触状态波动及运动干扰等问题，团队构建了一种大面积连续微褶皱薄膜，通过界面应力失稳快速形成微褶皱结构，褶皱传播速率达70 μm·s^-1，具有优异的几何可变形能力和机械顺应性，可在动态形变过程中有效释放局部应力集中，并维持稳定的界面接触。针对微褶皱薄膜在柔性器件构筑中的集成需求，团队进一步发展了无损转移技术，可将微褶皱薄膜完整转移至柔性基底，并根据应用需求实现定制化导电图案，为其在柔性传感器中的应用提供了可靠的制备路径。基于上述微褶皱薄膜构建的柔性应变传感器表现出快速、灵敏且稳定的应变响应，在23-2350 με范围内实现有效监测，响应时间低至50 ms，可实现对脉搏、呼吸、声音和肌肉运动等多种生理信号的稳定监测。凭借良好的生物相容性和动态界面贴合能力，该薄膜进一步拓展至心脏界面，实现高保真的心脏机械活动采集，并用于心律失常的电刺激调控。在此基础上，团队将柔性信号采集与机器学习算法进一步融合，构建了皮肤-大脑启发的智能感知系统，实现生理信号的实时分析与高精度分类。该研究建立了从微皱结构构筑、柔性器件集成到智能生理信号感知的完整体系，为新一代高稳定、生物相容柔性生物电子界面的发展提供了新策略。

伟德bv1946博士生苗若岩和李颖哲为论文共同第一作者，王学文教授、黄维院士为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、教育部学科突破计划、中央高校基本科研业务费、伟德bv1946分析测试中心开放测试基金等经费的支持。

近年来，特种电子青年科学家团队不断探索新兴交叉学科“柔性电子学”人才培养新方法，不断探析柔性电子在多场耦合下的新现象与新原理，不断探究特种柔性感知在极端条件下的应用边界，不断探寻柔性电子服务国家重大应用的智胜之道。相关基础研究成果已在Nat. Commun. (4篇)、Adv. Mater. (12篇)、Microsys.& Nanoeng. (3篇)、J. Am. Chem. Soc. (2篇)、Research (3篇) 等国际权威学术期刊发表学术论文80余篇，同行引用11000余次；获授权中国发明专利30余项、美国专利2项。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.75209

（文字：苗若岩 审核：王学文）