盖世汽车讯 可穿戴电子设备正逐步从简单的传感器发展成为功能丰富的设备，能够做出基本决策并实时支持医疗护理。为了充分实现这一愿景，可穿戴系统必须足够柔软且灵活，以便在执行任务时自然贴合人体，同时又不牺牲舒适性和可靠性。将灵活性和计算能力集成于单一设备中仍然是一项艰巨的挑战。

图片来源：釜山国立大学

该领域的一个紧迫问题是，目前大多数可穿戴电子元件都针对单一特定功能而设计。如果工程师想要一个能够感知信号、处理信息和存储数据的设备，他们通常需要将几个不同的元件组合成复杂的电路。这会增加可穿戴系统的尺寸和功耗，使其成本高昂，并降低其日常使用价值。但是，如果一个柔软的电子设备能够自适应地执行不同的功能呢？

据外媒报道，韩国釜山国立大学（Pusan National University）助理教授Hyunseok Shim领导的研究团队近期开发出一种可拉伸的有机电化学晶体管（OECT），该晶体管易于重新编程以实现不同功能。

这种柔性电子器件通过在导电聚合物中移动离子来工作，通过改变周围的盐浓度，可以可逆地在用于数字计算的逻辑电路和模拟“人工突触”之间切换。该研究成果发表于期刊《ACS Nano》。

盐浓度改变器件功能

研究人员并没有创造一种全新的材料，而是通过添加两种添加剂对导电聚合物PEDOT:PSS进行了改性。这些添加剂既提高了OECT的导电性，又增强了其反复拉伸而不降解的能力。然而，关键的创新在于，改变电解液中氯化钠的浓度会改变离子在晶体管中的移动方式，从而实现不同工作模式之间的切换。

高盐浓度能够实现快速的开关门控，这对于数字逻辑运算至关重要。而低盐浓度则会产生类似模拟存储器的行为，类似于神经元突触的电压特性。

另一个显著的特点是器件的内部状态是可见的：当器件切换模式时，其颜色也会从浅蓝色变为深蓝色，用户只需观察即可了解其工作状态。

一种可自动调节的贴片

“我们提出的平台适用于智能电子皮肤、可穿戴健康监测器和柔性生物电子植入物，其中单个可拉伸设备无需额外电路即可处理和存储生理信号，”Shim说道。

作为概念验证，该团队制造了一种可穿戴贴片，它可以感知炎症水肿和皮肤温度，然后自动收紧或放松压力带，从而降低组织损伤的风险。

该团队对这个平台寄予厚望。Shim表示：“从长远来看，这项研究有望催生出自主的个性化疗法，例如动态加压绷带和能够实时响应损伤的电子皮肤，所有这些都可以通过可见的颜色变化一目了然地进行监测。”

通过将生物信号与直接在传感器内部进行的低功耗计算相结合，这项技术有望推动未来神经形态生物电子学、软体机器人和自适应假肢的发展，这些设备能够学习并响应周围环境。