近年来，可穿戴电子设备因其智能性、便携性等特征，在智能感知、智能医疗、人机交互领域快速地发展。多响应柔性电子科技类产品的出现证明了其在人机交互领域的巨大潜力，对于便携式健康监测和临床诊断领域的发展具有意义。

　　作为人体最广泛分布的器官，皮肤可以与外部感受器交互和传达各种外部刺激，从而根据机械刺激的性质诱导各种生物电位冲动。大多数具有互连结构的人造电子皮肤大多分布在在同时感知压力、应变和气温变化。而其他重要的气体环境和生理参数，如有害化学气体和异常呼吸模式等评估人类健康情况的重要指标，通常被忽视。目前的大多数电子皮肤器件在响应气体或压力刺激时表现出相似甚至相同的电阻转换机制。这种相似性通常会导致混合的电学输出，或者严重的信号干扰。因此，迫切地需要开发一种独立的多功能传感器，可以通过简化和有效的过程提供无干扰的响应信号和高精度的刺激识别。

　　1.本文提出了一种集成人工表皮装置的智能可穿戴报警系统，用于多元识别哮喘发作危险因素，在机器学习算法的辅助下实现了97.6%的分类准确率。

　　2.本文通过将导电Cu(HHTP)与球形TiCTx相结合，结合对皮肤的结构属性和编码信息能力的模拟，设计了一种新型人工表皮装置。

　　新兴的柔性和智能电子技术极大地提高了远程医疗中生理信息的无创检测和实时跟踪能力。构建仿生敏感层结构对于设计具有高级认知功能的高效电子皮肤以多元化捕捉外部刺激至关重要。然而，无论是在皮肤的三维互锁分层结构和同步编码多刺激信息能力中，高精度的模拟仍然是简化柔性逻辑电路设计的一个具有挑战性但至关重要的需求。吉大徐琳&韩国高丽大学Jong Seung Kim等作者通过在空心球形TiCTx表面上原位生长Cu(HHTP)颗粒来构建人工表皮装置，同时模拟皮肤表皮的棘层和颗粒层。仿生TiCTx@Cu(HHTP)表现出独立的NO气体和压力响应，并具备声学特征感知和摩尔斯电码加密信息通信等新功能。最终，通过将双模传感器集成到柔性印刷电路中，作者团队自主开发了带有移动应用终端的可穿戴报警系统。该系统能评估与哮喘相关的危险因素，例如外部NO气体的刺激、异常的呼气行为和手指的用力程度，在机器学习算法的辅助下达到97.6%的识别准确率。本工作为开发智能多功能医疗设施提供了一个可行的策略，用于新兴的变革性远程医疗诊断。

　　传感器良好的压力传感特性有助于区分躯体运动产生的微弱变形信号。图5展示了TiCTx@Cu(HHTP)压力传感器的压电性能和响应特性。该传感器的电流-电压曲线表明，随着施加压力的增加，电阻呈线性减小，显示出良好的欧姆接触特性。TiCTx@Cu(HHTP)压力传感器受益于受表皮颗粒层和棘状层生物启发的互锁微结构，可以灵敏地捕捉外部压力刺激。TiCTx@Cu(HHTP)压力传感器的压阻变化在压力从0.6 kPa 增加到6.1 kPa时逐渐增强，展示了精确捕获不同水平压力的能力。传感器的响应/恢复时间为0.9/0.9 s，说明其拥有非常良好的响应及恢复能力。TiCTx@Cu(HHTP)压力传感器能承受300次按压/松弛循环，在整个传感过程中循环响应曲线就没有出现波动。值得一提的是，通过疏水硅胶封装保护，该压力传感器具有强大的屏蔽水分子或环境氧气攻击的能力，能够保证在易出汗的人体皮肤中进行稳定检测。

　　此外，作者还解释了传感器的压力感应机制，并通过传感器的实际应用演示了其在捕捉人体运动信号和声音振动方面的潜力，进一步证明了其在健康监测和人机交互等领域的广泛应用前景。

　　通将双模柔性TiCTx@Cu(HHTP)气体和压力传感器集成到尺寸为5×2 cm2的柔性印刷电路板上，作者团队设计了一种无线模式的智能可穿戴报警系统(如图6)。通过无线WIFI模块连接到智能终端，可以在智能手机中自实时可视化NO气体和压力的分析响应曲线。通过评估外部NO气体、异常呼气行为和手指用力水平等因素，智能传感系统能衡量哮喘发作的可能性。

　　基于一维深度卷积神经网络的机器学习算法验证了所提出的传感器识别呼吸和躯体运动模式的准确性，总体识别准确率能够达到97.6 %。对于轻呼吸(正常模式)、深呼吸(喘息模式)、轻压和重压(肢体无力模式)和NO大气，五种不同呼吸模式的模型分类已达到接近100%的准确率。柔性智能可穿戴报警系统表现出卓越的灵敏度、重复稳定性和高精度，能借助机器学习算法分析检测NO气体和人体运动学震颤，完美实现相似和微弱生理运动信号的精确区分。这表明所设计的可穿戴式报警系统在从多个角度记录哮喘患者的各种病理运动信号方面具有可行和潜在的应用价值。

　　综上所述，本文作者成功制造了受3D互锁球形结构和编码皮肤信息功能的生物启发的TiCTx@Cu(HHTP)复合材料。值得一提的是，这种设计可以同时检测NO气体和压力，同时实现无干扰电阻输出信号。特别是，TiCTx@Cu(HHTP)传感器对NO气体具有高响应度、快速响应速度、14天长期稳定性和优异的疏水性。DFT计算进一步证实了其传感机制。同时，TiCTx@Cu(HHTP)传感器在0-6.1 kPa范围内的有效压力响应、快速响应和恢复率，以及超过300次循环的稳定可重复性。出色的信号转导能力赋予了柔性设备在声学特征感知、摩尔斯电码加密信息通信和生理运动感知方面的强大功能。最后，通过结合双模传感器和WIFI传输模块，作者团队开发了一个灵活、智能的智能穿戴报警系统，能借助机器学习算法精确识别与哮喘相关的异常。除了识别NO信号和多样化的躯体运动外，报警系统对于识别呼吸和躯体运动模式的准确率高达97.6%。这项工作为构建远程医疗诊断领域的柔性、智能电子可穿戴预警系统提供了现实的应用前景。

　　先进传感(生物和气体传感)和光电器件及应用研究，聚焦高性能敏感材料和光电器件器件研发。

　　生物医药可视化研究，主要是做靶向药物释放系统的开发，生物荧光成像、阿尔兹海默症的检测与治疗方法研究。

　　Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2023 JCR IF=31.6，学科排名Q1区前3%，中国科学院期刊分区1区期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。

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