近年來,，隨著重大疾病的流行與大眾健康觀念的提升,，可穿戴健康監(jiān)測逐漸興起,。人體皮膚應(yīng)變是可穿戴健康監(jiān)測的一項(xiàng)重要指標(biāo),，可全方位反映人體健康信息,。但由于人體不同部位的皮膚變形幅度差異較大（兩個(gè)數(shù)量級）,，開發(fā)具有寬檢測范圍的廣域應(yīng)變傳感器就變得尤為重要,。

　　西安交通大學(xué)仿生工程與生物力學(xué)研究所（BEBC）的研究人員圍繞柔性器件力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路,，受到蛇體表交錯(cuò)重疊,、可發(fā)生滑動(dòng)以順應(yīng)變形的鱗片啟發(fā)，開發(fā)了可延展的仿生疊覆鱗片結(jié)構(gòu),。通常情況下,，剛性材料在變形下的斷裂破壞是柔性器件開發(fā)中需要極力規(guī)避的問題，然而該鱗片結(jié)構(gòu)卻“反其道而行”,，通過變形下柔性基底上剛性薄膜的斷裂,、重疊形成，利用相鄰疊覆鱗片之間的相對滑動(dòng)順應(yīng)外部變形,，顯著降低剛性鱗片自身承受的應(yīng)變,，從而提升結(jié)構(gòu)的可延展性（超過100%應(yīng)變）。

　　研究人員以導(dǎo)電聚合物PEDOT:PSS為例,，利用變形下PEDOT:PSS鱗片滑移產(chǎn)生的總體電阻變化,，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變傳感，且傳感器檢測范圍及靈敏度可通過改變基底預(yù)拉伸幅度靈活調(diào)控,，實(shí)現(xiàn)高靈敏度,、寬范圍（1%~100%）應(yīng)變傳感，相較于已有研究成果,，應(yīng)變傳感范圍顯著拓寬,，進(jìn)一步將傳感器貼附于人體表不同部位,，實(shí)現(xiàn)了對于人體正常生理活動(dòng)（如脈搏、發(fā)聲,、吞咽,、面部表情、肢體運(yùn)動(dòng)等）產(chǎn)生的不同幅度皮膚應(yīng)變的有效傳感,，展現(xiàn)了應(yīng)用于可穿戴物理運(yùn)動(dòng)監(jiān)測,、心理狀態(tài)評估的潛力,。

　　該研究成果以《面向可穿戴廣域應(yīng)變傳感的仿生疊覆鱗片結(jié)構(gòu)PEDOT:PSS》（Harnessing the wide-range strain sensitivity of bilayered PEDOT:PSS films for wearable health monitoring）為題發(fā)表于Cell姊妹刊物,、國際材料領(lǐng)域頂刊Matter上。論文第一作者為BEBC劉灝特聘研究員,，BEBC徐峰教授,、香港大學(xué)張世銘助理教授以及美國加州大學(xué)洛杉磯分校Ali Khademhosseini教授為共同通訊作者，西安交通大學(xué)為論文第一單位和通訊單位,。該研究成果是BEBC繼成功開發(fā)內(nèi)嵌三維螺旋傳感結(jié)構(gòu)（Small. 2018, 14, 1801711）,、剛度空間調(diào)控水凝膠材料（Mater. Horiz. 2020, 7, 203-213）、室溫成型導(dǎo)電聚合物水凝膠材料（Adv. Mater. 2020, 32, 1904752）,、環(huán)境適應(yīng)型凝膠傳感器件（Small. 2021, 17, 2101151）之后,，在軟物質(zhì)力學(xué)、智能柔性傳感領(lǐng)域取得的又一重要進(jìn)展,。

　　西安交通大學(xué)仿生工程與生物力學(xué)中心（簡稱BEBC）,，該中心從生物力學(xué)、生物傳熱學(xué),、生物醫(yī)學(xué)等理論體系出發(fā),，依托組織工程、細(xì)胞打印等相關(guān)前沿生物技術(shù),，著力于解決生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ)性研究以及臨床醫(yī)學(xué)治療方案的設(shè)計(jì),、優(yōu)化。