基于皮肤结构的可控微裂纹电子皮肤，具有高信噪比，适用于高保真度脉冲波监测

《Advanced Fiber Materials》：Skin-Inspired Controllable Microcrack Electronic Skin with High Signal-to-Noise Ratio for High-Fidelity Pulse Wave Monitoring

　　

摘要

具有高灵敏度和稳定响应特性的可穿戴电子皮肤（E-skin）在人体监测方面具有巨大潜力。为了解决传统基于MXene的微裂纹传感器存在的随机微裂纹形态和结构可控性差的问题，我们提出了一种受皮肤结构启发的分层结构E-skin，通过预拉伸-喷涂涂层耦合策略实现了MXene微裂纹的有序调控。得益于结构工程与导电路径调制之间的协同作用，该设备在0–60 kPa的压力范围内实现了6.17 kPa^–1的灵敏度，循环稳定性超过12000次加载-卸载循环，响应时间仅为40毫秒，信噪比（SNR）高达30.64分贝。通过结合离散小波变换（DWT）和连续小波变换（CWT）对径向和颈动脉脉搏信号进行多尺度分析，提取出约1.3 Hz（78 bpm）的主导频率，验证了该设备检测微弱生理信号的高分辨率能力。这种基于MXene的微裂纹E-skin提供了一种可控制造微裂纹的新技术方法，并在可穿戴医疗监测应用中展现出巨大潜力。

图形摘要