《Nano Energy》:用于精确生理电监测的高性能辐射制冷电子织物

Thermally comfortable epidermal bioelectrodes based on ultrastretchable and passive radiative cooling e-textiles

Yidong Peng, Jiancheng Dong, Yiting Zhang, Yuxi Zhang, Jiayan Long, Jiahui Sun, Tianxi Liu*, Yunpeng Huang*

Nano Energy 2024, 120, 109143.  https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109143

发展具有柔性、轻质、多功能集成、可舒适贴肤穿戴特性的健康监测器件已成为柔性电子领域的焦点。然而，器件的长时间贴肤佩戴产生的热积累可能导致电子元件失效和皮肤健康问题，这引起了研究者们的极大关注。为了应对这一挑战，辐射制冷技术应运而生，其依靠热辐射将人体产生的热量传递到外界，并通过最小化太阳能吸收，实现佩戴者体感温度低于环境温度的降温效果。这项技术为零能耗热管理提供了新机遇，为可穿戴柔性电子器件的发展提供了前所未有的可能性。

近期，本课题组开发出一种用于精确生理电监测的高性能辐射制冷电子织物。该工作在非织造弹性微纤维中均匀包埋Al₂O₃微粒，并通过热熔合构筑均匀的微米孔隙，从而实现了出色的被动制冷性能，所获降温织物同时具备了红外高发射率（最大发射率>97%）和对紫外-可见-近红外辐射的高效反散（反射率>90%），在白天和夜间均表现出卓越的辐射制冷性能。此外，该工作还通过液态金属印刷制备了辐射制冷电子织物，并作为热舒适的贴肤生物电极用于高保真的生理电信号监测，包括心电（ECG）、表面肌电（sEMG）和脑电（EEG）信号。因此，该研究工作为新型健康监测表皮电子器件的开发提供了新途径。