長期生物電位采集對各種疾病的早期檢測和及時治療具有重要意義。目前，標準的銀/氯化銀（Ag/AgCl）凝膠電極在長時間佩戴時可能會引起皮膚刺激，且在不同個體上重復使用電極可能導致交叉感染的風險。為了和皮膚更好的貼合以獲得更高的信號質量，超薄的薄膜電子器件常受到研究人員的青睞，但是其制備工藝大多較為復雜、操作難度高、且器件強度有限，難以實現大批量、低成本制備。除了超薄薄膜，液態金屬也因其優異的可塑性以及與皮膚的無縫接觸而被廣泛用作生理電電極。但液態金屬基電極操作相對復雜，此外其生物相容性不確定，不適合長期佩戴。因此，開發自粘性、超穩定耐用、低成本、與皮膚無縫接觸的電極以長期監測生理電仍是一個挑戰。
針對現有挑戰，西北工業大學黃維院士團隊王學文教授課題組開發了一系列具有穩定貼附界面的智能電子膠帶用于在各種復雜環境下長期監測各種生物電信號。通過有限元仿真與實驗對比，設計了具有最佳性能的二階蛇形圖案。并通過膠帶快速轉印的方式，實現了智能電子膠帶在不同柔性基底（PI、PU、PET、PP、PVA、PE等）上的大批量、低成本制備。智能電子膠帶表現出卓越的拉伸性（超過300%）、穩定性（在100%應變下電阻變化小于40%）、耐用性（超過45000次50%的拉伸/釋放循環實驗）、透水性（150 g?m-2?day-1）和生物相容性。最終所制備的SET實現了在人體皮膚上的長期、穩定、安全貼敷（超過7天），智能電子膠帶的信噪比與標準Ag/AgCl凝膠電極基本一致，由于二階蛇形線的穩定性使得智能電子膠帶在擠壓和拉伸狀態下仍能穩定的采集生物電信號。總的來說，智能電子膠帶為實時、長期和低成本的生物電勢采集開辟了一條新途徑，為柔性電子技術在消費電子、醫療設備和人機交互領域的推廣提供了重要支撐。
相關成果以“Disposable and flexible smart electronic tapes for long-term biopotential monitoring”為題發表在npj Flexible Electronics期刊。中航光電高久偉博士與北京理工大學胡明偉博士生為本文的共同第一作者，王學文教授與北京理工大學宋維濤教授為共同通訊作者。
近年來，課題組圍繞特種柔性感知材料與器件開展研究，承擔國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金、陜西省重點研發計劃等各類項目二十余項，已在Nat. Commun.、Sci. Adv.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.等國際權威學術期刊發表學術論文60余篇同行引用9400余次；獲授權中國發明專利17項、美國專利1項。課題組秉持將“極綜合交叉學科賦能顛覆性創新”融入到人才培養和科學研究的全過程，不斷探索“柔性電子學”人才培養新方法，不斷探究特種柔性感知在極端條件下的應用邊界，不斷探尋柔性電子服務國家重大應用的智勝之道。
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41528-025-00380-0
（作者：高久偉 審核：王學文）
