Nature Electronics|一种透气、可拉伸的液态金属基3D电子皮肤系统（健康监测/可穿戴电子/透汗透气性电子/电子皮肤/柔性电子/集成电路）

一、 摘要

        穿戴式和皮肤电子设备的发展要求高密度可伸展电子系统能够与软组织共形，持续运行并提供长期的生物相容性。大多数可拉伸电子系统的集成密度低，并且与外部印刷电路板连接，这限制了功能，降低了用户体验并阻碍了长期可用性。在此，作者提出了一种可渗透的三维集成电子皮肤系统。 该系统使用三维图案化的多层液态金属电路和可拉伸的混合液态金属焊料，将高密度的无机电子元件与有机可拉伸纤维基底结合。 该电子皮肤表现出高度柔软性、耐用性、类似织物的透气性和透湿性，并且具有足够的生物相容性，可以在皮肤上贴附一周。作者利用该平台创建了无线、带电池和无电池贴附皮肤的生物电子系统，该系统提供了复杂的系统级功能，包括稳定的生物信号感测、信号处理与分析、电刺激和无线通信。

二、背景介绍

        柔软且可拉伸的集成电子系统，具备连续感应和干预能力，有望应用于重症监护、康复、闭环诊断与治疗以及虚拟现实/增强现实领域。近年来，通过开发新型材料和可拉伸电子架构，在可拉伸电子技术方面取得了进展。特别是，基于横向应变耐受的岛-桥结构工程（例如，褶皱、蛇形和弹簧结构）以及垂直应变隔离工程使得传统的刚性