上海理工韩三灿，王丁，复旦宋恩名 VIEW：基于智能MXene的生物电子设备作为可穿戴健康监测器，感知人体生理信号

上海理工大学韩三灿副教授，王丁教授联合复旦大学宋恩名研究员，提出了一种强大且灵活的MXene/聚多巴胺(PDA)复合薄膜压力传感器，由于独特的插层球形PDA分子结构，使设备获得了优异的传感性能。基于MXene/ PDA的压力传感器在0.18-6.20 kPa的压力范围内灵敏度可高达138.8 kPa^-1，具有快速响应和恢复速度(t₁<100 ms;t₂ < 50 ms)。

关键词：柔性压力传感器，智能材料，健康监测，远程医疗
分类：工程；电子；柔性传感；纳米；生物医学与健康

可穿戴、具有优异灵敏度、生物安全性的柔性MXene/PDA复合膜压力传感设备

生物安全型可穿戴式医疗监护仪因其在可穿戴电子设备中的适用性而备受关注。然而，传感范围窄、响应差，限制了柔性设备在人体健康相关生理信号综合监测方面的应用。在某种程度上，压力传感器在智能可穿戴设备中发挥着举足轻重的作用。传统压力传感器存在着检测限窄、传感性能低、不适合大规模生产的局限性。合适的传感材料选择、合理的设计和集成方式可以建立灵活的平台，从而克服这种限制。在兼容性和灵活性上形成的传感器的发挥可以为直接监测和长期稳定的软界面性能提供机会。研究已经证实，聚合物和MXene的复合材料由于良好的加工性能和较低的成本，具有柔性传感的潜力。多巴胺(DA)是一种天然无毒的生物分子，它能够模拟海藻中的黏附蛋白结构，并且含有大量的胺类和儿茶酚类官能团，对环境友好，涂在人体皮肤上可以降低健康风险，原位黏附聚合在目标衬底上的DA被很好地配置为保护电路，因此，构建三维MXene/PDA复合膜能够提供具有优异灵敏度和生物安全性的柔性压力传感器。

柔性MXene/PDA复合膜压力传感设备在人体健康监测的应用展示

上海理工大学韩三灿副教授，王丁教授联合复旦大学宋恩名教授，提出了一种便携式可穿戴MXene/聚多巴胺(PDA)复合膜压力传感器，其关键功能成分由插层球形PDA的分子结构组成，从而有助于大面积制造和高性能操作。嵌入MXene纳米片中的PDA分子不仅增加了MXene的层间距，还形成了独特的3D交联结构，有效地改善了设备的机械性能和压力感知性能。当压力范围为0.18 ~ 6.20 kPa时，MXene/ PDA的压力传感器灵敏度高达138.8 kPa^-1，其响应快，恢复速度也快(t₁<100 ms;t₂ < 50ms)。该传感器实现了各种健康相关生理信号的实时精确测量，包括手腕脉冲、手指运动、发声和面部表情。希望提供的MXene/PDA基传感器材料在人工皮肤和乃至植入式电子设备中能够产生参考影响，并为未来的健康监测和智能控制以及疾病诊断提供更多的机会。相关结果发表在VIEW 期刊上。论文致谢了国家科技创新2030-重大专项与国家自然科学基金项目等。

第一作者信息

韩三灿，上海理工大学材料与化学学院副教授，硕士生导师。主要从事柔性电子传感相关研究，2016年博士毕业于复旦大学材料科学系，2014.10-2015.03年在美国加州大学圣克鲁兹分校访学，2016年8月正式加入上海理工大学。以第一作者/通讯作者发表期刊30余篇，包括1篇Advance Energy Materials, 2篇Advanced Functional Materials, 1篇Advanced Science, 1篇Small, 2篇Journal of Materials Chemistry A等。

通讯作者信息

宋恩名，复旦大学光电研究院研究员，博士生导师。主要从事面向生物医学工程应用的柔性电子系统研究。2011年、2018年本科、博士分别毕业于复旦大学材料科学系，期间2015年-2017年联合培养博士生就读美国伊利诺伊大学香槟分校，2018年起在美国西北大学生物电子中心进行博士后工作，同年3月起兼任研究助理教授。近5年以第一作者/通讯作者发表期刊论文22篇，包括Cell、Nature Materials（高被引）、1篇Nature Biomedical Engineering、3 篇PNAS、1篇Advanced Materials、1篇ACS Nano、2篇Advanced Functional Materials、1篇Nano Letters等。2020年获得关于植入柔性封装技术的一项美国专利。

王丁，上海理工大学材料与化学学院教授，博士生导师。主要从事生物/化学传感研究。2009年10月-2013年2月，日本富山大学博士，已在ACS Catalysis, Journal of Materials Chemistry A, ACS applied materials & interfaces, Carbon, Sensors and Actuators B等专业期刊发表SCI论文50余篇，授权发明专利10项，论文他引2500余次，h-因子29。

论文信息：

Title: Smart MXene-based bioelectronic devices as Wearable Self-powered Health Monitor for Sensing Human Physiological Signals
Authors: Sancan Han, Mingchen Zou, Xinxin Pu, Yifei Lu, Yuecheng Tian, Huijun Li, Yi Liu, Fangyu Wu, Ningge Huang, Meihua Shen, Enming Song*, Ding Wang*

DOI：10.1002/VIW.20230005

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/VIW.20230005?utm_medium=display&utm_source=xmol&utm_campaign=R243R5C&utm_content=DA35_Xmol_Journal_article_campaign_RM-CHINA_AGT_R243R5C_display_VIW.20230005

《致瞰（英文）》（VIEW）创刊于2020年，是由PCEM和Wiley出版集团共同主办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊旨在成为国际高质量的跨学科科研技术交流平台，主要关注生命健康的“可视化”，通过开发新型材料将“诊断”与“治疗”相结合，创造出更具潜力的新型诊断治疗学技术实现精准医疗。期刊于2023年获首个影响因子8.6，JCI指数0.69，2022年度CiteScore为8.6，篇均来源期刊标准影响指标为1.251。先后收录于DOAJ、ESCI、Scopus、CAS、INSPEC等数据库。