《Adv. Mater.》：全聚酰亚胺介导液态金属颗粒组装构筑透气高耐久气凝胶电子皮肤

All-Polyimide-Mediated Liquid Metal Assembly on Aerogels for Breathable and Robust Electronic Skins

Haijun Zhu, Jiancheng Dong*, Hao Qiu, Je Hyeong Kim, Xingyu Liu, Shiyin Liu, Mengting Zheng, Chang Zhou, Yuduo Zhang, Jiayu Hou, Kangjia Geng, Yuchen Wang, Yidong Peng, Haoran Liu, Guanzheng Wu, Yunpeng Huang, Yongsheng Luo, Steve Park*, and Tianxi Liu*

Advanced Materials 2026, e73751, DOI: 10.1002/adma.73751

电子皮肤作为智能可穿戴、生理健康监测和人机交互领域的重要载体，需要同时具备优异的导电性能、机械柔性以及长期佩戴舒适性。然而，目前大多数电子皮肤仍依赖聚氨酯、聚二甲基硅氧烷及聚酰亚胺（PI）等致密聚合物薄膜作为基底，其透气性远低于人体皮肤正常排汗需求，长时间佩戴容易导致汗液积聚、皮肤刺激以及信号衰减。近年来，多孔纤维网络和气凝胶材料被认为是提升透气性的有效方案，但其高孔隙率结构往往难以构建稳定导电网络，同时液态金属导电墨水普遍存在氧化层阻碍导电、与多孔基底结合力差以及需要复杂激活工艺等问题。因此，如何在保持高透气性的同时实现稳定导电和长期耐久服役，是高性能电子皮肤发展的关键挑战。

针对上述问题，江南大学刘天西教授、董建成副教授团队联合韩国科学技术院（KAIST）Steve Park教授，提出了一种“全聚酰亚胺介导液态金属颗粒组装”新策略，成功构筑兼具高透气性、高导电性与超长服役寿命的柔性气凝胶电子皮肤。研究团队以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐（BPDA）和2,2′-二甲基联苯-4,4′-二胺（DMBZ）为单体，通过冷冻干燥与热亚胺化制备超轻质PI气凝胶，并创新性地利用聚酰胺酸（PAA）包覆液态金属颗粒构筑电子墨水。在温和热处理过程中，PAA向PI转化产生的体积收缩应力能够原位破坏液态金属颗粒表面的绝缘氧化层，实现无需机械挤压或高温烧结的低温导电激活，同时在导电层与气凝胶骨架之间形成牢固的化学结合与机械互锁结构。得益于这一分子工程设计，所构筑的气凝胶电子皮肤展现出优异综合性能，可连续贴附皮肤7天以上而不引发明显刺激，实现高质量肌电和心电信号采集，并能够在剧烈运动甚至水下环境中保持稳定工作，为下一代长期佩戴型健康监测设备和柔性生物电子系统提供了新的技术路径。

江南大学化学与材料工程学院2024级硕士生朱海军为论文第一作者。江南大学刘天西教授、董建成副教授以及韩国科学技术院Steve Park教授为论文的共同通讯作者。

论文连接：https://doi.org/10.1002/adma.73751