电子皮肤 文在身上的电子设备

如今，可穿戴的电子产品，例如手环、iWatch、谷歌眼镜等大受欢迎，不过相较于电子皮肤来说，这些“便携”的产品都太过笨重。

电子皮肤作为一种可穿戴电子产品，它轻薄得像你的皮肤，像文身一样贴在你的手腕或者身体其他任何需要的位置，甚至能成为你身体的一部分。

电子皮肤有什么功能？

电子皮肤，除了能做到人类皮肤能做到的，还能实时测量人的心跳脉搏、血压血糖，能够发光发热、存储数据，甚至还有一种贴在舌头上的电子皮肤，能让盲人“看”到周围的物品。

电子皮肤最初出现在大众的视野中是科幻作品，比如《星球大战》的假手和《终结者》中的机器人。科学家开始研究电子皮肤可以溯源到1970年代，那个带着传感器的假手。其后，在2004年科学家发明了可弯曲的矩阵皮肤，2008年又发明了微结构的压力传感器。

近年电子皮肤由于在生物医学领域的潜力，得到了广泛研究和关注。比如在2011年由美国斯坦福大学的科学家提出并制造的一种可以伸缩的微小太阳能电池，可以为电子皮肤的压力传感器等提供能量。2013年，斯坦福大学还发明了一种可以藏在文身贴里的电子皮肤。

如何实现电子皮肤功能？

要实现电子皮肤的功能，首先要把电子器件做得又薄又轻，柔软地贴合皮肤且不至于因弯折而坏掉。如今使用广泛的电子器件是硅做的，很脆，难以弯曲。到达纳米级别厚度的硅纳米带是可以弯曲的，但是在拉扯或者压缩下会出现裂纹，无法使用。

研究者们为了解决电子皮肤在弯折和拉扯压缩下断裂的问题，钻研出了许多不同的方法。主要分为两大方向，其一是利用本身就可以弯曲拉扯不会坏掉的高分子聚合物新材料，就像树脂或者橡胶那样的材料，来制造新型的电子皮肤；其二是利用现有的常规电子材料，通过结构上的新设计来实现可以弯折的电子皮肤。

电子皮肤对人体有害吗？

一般的电子皮肤只是用透明涂料贴在皮肤表面，用特定洗剂或者工具就可以取下，比一般刺青容易去掉得多，甚至还可以重复利用。嵌入人体的电子皮肤，也会使用生物兼容性的材料，化为身体的一部分而不产生排异反应。

此外，电子皮肤不单单只用在人体，因为它是如此柔软轻便，可以用在很多东西的表面，比如服装、饰品、输液袋以及机器人的表面等。

如今，市场上已经出现软性智能穿戴产品，比如金箔文身，用户可以通过触控文身，对手机发送接听电话、调节音乐APP音量大小的指令。

此外，软性智能穿戴设备具有手机支付等功能，用户可以通过扫描这个文身（其实是扫描晶片），进而获取资讯甚至完成支付。也就是说，这款文身可以代替你的钱包，代替手机的无线支付功能。

制作智能文身只需要两步。第一步，通过绘图软件绘制一个电路图；第二步，用户需要用制作一次性文身的压模机器，把图案压在特殊的金箔纸上，然后将金箔纸上的图案一点一点撕下来，贴在手臂上就完成了。

因为成本低价，智能文身可以在未来大规模应用。

电子皮肤离我们有多远？

利用无机材料纳米化的技术，能够制造出测量触觉、摩擦及温度的电子皮肤，或是能侦测人体心跳、血糖及含氧量并自动注射药液的智能检测皮肤，加上无线传输，还能将检测数据记录至手机或云端。

不过，这些可穿戴产品需要额外供电，也就是需要用电池之类的东西来驱动它。

受限于可穿戴设备狭小的体积，电池容量不足、充电时过热已经成为业界发展受阻的罪魁祸首。去年起，国内外有关柔性电池的传闻源源不断，但现在看来还没有出现真正有能力解决这一问题的方法。不过，相信这项堪称伟大的技术革命已离我们越来越近。

本版综合广州日报、中新社等

最快柔性 电子皮肤诞生

近日，威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的研究人员，开发出世界上最快的柔性可穿戴合成电路。

这是一种更加轻薄、功能更加强大的可穿戴技术，可直接应用于皮肤。早前的研究传输线路厚度为640微米，现在该团队将线路厚度缩小为25微米。

新型可穿戴传感器：读懂你的“汗水”

不久前，美国工程人员研发出世界上第一个全电子集成系统，该系统可以在汗水中持续、无害地监测多种生化物，当使用者出现类似疲劳过度、脱水、身体温度过高等健康问题时，它会立即发出警报。

这个灵敏传感系统可以根据使用者皮肤的温度，测算汗水里的代谢物和电解质，将数据实时同步到智能手机上。研究人员表示，这个在《自然》杂志上亮相的新设备，是世界上第一个全电子集成系统。

来自加州大学电子工程和计算机科学系的教授阿里·捷维（Ali Javey）是这个项目的首席研究员。他说：“人类的汗水包含丰富的生理信息，这为无害可穿传感器提供了一种别具吸引力的测试品。出汗过程是复杂的，需要从多方面提取出与皮肤有关的有效信息。所以我们研发出一种全电子集成系统，它能在同一时间内，有选择地测算多种汗液分析物，而且能把分析数据无线传送到智能手机中。”

从研究团队制作的样本可以看到，在1个柔性电路板中有5个传感器。这些传感器可测算代谢物的葡萄糖和乳酸、电解质的钠和钾以及皮肤温度。集成系统则能够让研究者通过测量皮肤温度，实时地校准和配合其他传感器的读取情况，因为葡萄糖和乳酸传感器的反应非常受温度影响。

与传感器相邻的，是用现成硅胶原件制成的无线传送电路板。研究人员使用了超过10个集成电路芯片，来负责传感器测算、信号增强、体温变化适应及数据的无线传送。此外，他们还制作了专门的APP，将传感器的数据同步到手机，并连接到智能手环和头带上。

实验中，研究者将设备分发给进行各种室内外运动的志愿者们，研究目标踩单车或户外跑步，测试时间从几分钟到1小时不等。他们希望今后能够把所有电路功能整合到单独一块芯片上，这样便能缩小设备的体积，一次也可以测算出更多结果。

布洛克斯认为这个传感器充满潜力，未来或可运用在排汗以外的测算。他说：“既然这种可穿无害科技能很好地应用在运动员身上，那么也有可能有更多的科技应用，比如说测量人们日常健康中至关重要的代谢物和电解质级别，或者为受伤或生病的人测量其他体液。”