他，發過Science、Nature及多篇子刊

Takao Someya（染谷隆夫）

日本東京大學 教授 博士生導師

研究領域：

有機電晶體、柔性電子、塑膠積體電路、大面積感測器和塑膠驅動器。

本文主要梳理了Takao Someya教授關於電紡奈米纖維的重要研究進展，供大家參考學習。

1. NPG Asia Materials：靜電紡絲奈米纖維基柔性電子產品

日本東京大學Takao Someya教授團隊對靜電紡絲奈米纖維的柔性電子學進行了概述。

簡要介紹了靜電紡奈米纖維材料的獨特結構和效能，並重點介紹了柔性/可拉伸電子器件的組裝策略。

然後總結了利用靜電紡奈米纖維設計和製造具有代表性的柔性/可拉伸電子器件的最新進展，如柔性/可拉伸導體、感測器、能量收集和儲存裝置以及電晶體。

對靜電紡奈米纖維柔性電子學的研究進行了總結，並提出了未來的研究方向。

DOI： 10。1038/s41427-020-00267-8

2. Science：基於電紡奈米纖維的超靈敏壓力感測器

本研究基於電紡奈米纖維開發出了超級靈敏的電容式奈米網路壓力感測器。

該感測器由多層導電和電介質奈米網狀結構組成，可以在製造過程中直接層壓在人體面板上。

集成於面板的奈米網狀電極具有可拉伸性、高度透氣性以及極低的彎曲剛度，不會對面板產生任何機械約束或面板病學刺激，可以準確的監測手指壓力，並且不會對人產生感官影響。

首先利用靜電紡絲技術將水溶性聚合物聚乙烯醇（PVA）製備成寬度為300至500 nm的奈米纖維多層網狀網路。然後，在PVA奈米網層上沉積100 nm厚的Au層後轉移到面板表面。

DOI： 10。1126/science。abc9735

3. Adv. Health. Mater.：使用奈米網狀電極進行面板阻抗測量以監測面板水合作用

在日常生活中實時監測面板水合作用以幫助診斷面板疾病的重要性不斷擴大。

奈米網格電極表現出高生物相容性，表現出高水蒸氣滲透性，從而產生防止面板潮溼的特性。

此外，使用奈米網格電極測量的面板阻抗與使用現有醫療裝置測量的面板水化水平相關。

這項研究提供了一種在接近裸露面板的條件下測量面板水合作用的新方法。

DOI： 10。1002/adhm。202001322

4. Sci. Adv.：奈米網格面板應變計，可在最小機械約束下進行面板運動監測

開發一種可以長時間檢測人體運動而不干擾面板自然運動的面板應變儀仍然是一個挑戰。

提出了一種超薄耐用的奈米應變計，用於連續運動活動監測，最大限度地減少對自然面板運動的機械約束。

它的薄幾何形狀和柔軟度對自然面板變形提供了最小的機械干擾。在講話過程中，貼有奈米網格的面部表現出與沒有奈米網格的面部相當的面板應變對映

作者展示了語音期間的長期面部汙點對映以及實時穩定的全方位身體運動檢測的能力。

DOI： 10。1126/sciadv。abb7043

5. Adv. Mater. ：基於隨機分佈彈性聚合物奈米纖維的介面粘附改善增強高可拉伸金屬奈米線網路

透過設計一種透過介面氫鍵連線的奈米纖維/奈米線（NFs/NWs）層/層結構，提出了一種製備多孔奈米網格型彈性導體的簡單方法。

製備的導電材料由Ag NWs和聚氨酯（PU） NFs組成，同時具有高導電性（9190s cm-1）、高拉伸效能（310%）和良好的耐久性（在70%拉伸應變下迴圈變形1000次後電阻提高82%）。

多層結構的協同作用以及Ag奈米線與PU奈米線之間良好的附著力使其具有良好的力學效能。

在沒有任何膠粘劑/膠帶的情況下，導體可用作用於精確關節運動監測的透氣應變感測器，以及用於連續電生理訊號記錄的透氣感應電極。

DOI： 10。1002/adma。201903446

6. ACS Nano ：高度耐用的奈米纖維增強彈性導體用於貼身式可穿戴裝置

製備了一種高度耐用的奈米纖維增強金屬彈性體複合材料，它由（i）金屬填料、（ii）彈性粘結劑基體和（iii）電紡聚偏氟乙烯奈米纖維組成，用於提高迴圈穩定性和導電性。

嵌入聚偏氟乙烯（PVDF）奈米纖維具有增強纖維的作用，增強了材料的韌性，抑制了裂紋的擴充套件。

利用高導電性、耐用的彈性導體作為感測電極和導線，研製了一種貼身式多模態生理感測服。

在沒有顯著降低訊號質量的情況下，成功地演示了對舉重運動過程中心電圖、肌電圖和運動的連續長期監測。

DOI： 10。1021/acsnano。9b02297

7. Nat. Nanotechnol.：超軟電子裝置可監測動態搏動的心肌細胞

在不影響細胞自然運動的情況下，透過電探針對細胞進行長時間的定量監測仍然是一個挑戰。

超軟電子學的奈米網格可在水凝膠上監測人類誘導多能幹細胞來源的心肌細胞的場電位，同時使它們在不受干擾的情況下動態移動。

由於奈米網的柔軟性，附著奈米網的心肌細胞表現出與不附著奈米網的心肌細胞相當的收縮和弛豫運動。

多層奈米網格器件在液體環境中保持可靠的執行，使心肌細胞在96小時內的場電位記錄沒有顯著的降解奈米網格器件或心肌細胞損傷。

DOI： 10。1038/s41565-018-0331-8

8. Nat. Nanotechnol.：超薄、輕便、可拉伸且高度透氣的電子感測器

基於靜電紡絲開發出一種超薄、輕便、可拉伸且高度透氣的電子感測器（被稱為“電子面板”），可以被直接、長期用於人體面板，且不會對面板產生刺激或是引發炎症反應。

首先透過靜電紡絲技術，將生物相容性良好的水溶性聚合物聚乙烯醇（PVA）的奈米纖維編織成網狀。接著，在其表面覆蓋薄薄一層金（厚度為70-100奈米）作為導電材料。

使用的時候，將其放在面板表面並噴灑一些水，PVA會溶解並形成幾十奈米厚的粘合劑層，從而使金奈米網粘附在面板上。

這種透水透氣的“電

子面板”可以很好地貼合在不規則的面板表面，對面板紋理、指紋、皺紋都沒有影響。想去掉也很容易，洗一洗就行，PVA完全溶解之後金奈米網也就不會繼續粘附在面板上了。

DOI： 10。1038/nnano。2017。125