东华大学王宏志教授在智能显色与变色、热电/摩擦电等新型能源转化器件、锂电/锌空等柔性储能器件、人机交互纺织品等方面开展了一系列创新性的工作，同时致力于推动相关技术在智能可穿戴等领域的应用。
2024年以来，王宏志教授团队已在Science、Nature Communications（3篇）、Advanced Materials（2篇）、Advanced Functional Materials（5篇）、Matter、Device（2篇）等期刊发表多篇论文。本次内容，易丝帮梳理了王宏志教授团队在Science和Nature Communications发表的4篇创新成果，供大家了解学习。
1、《Science》：单体耦合纤维实现无芯片纺织电子产品
➣挑战：智能纺织品为将科技融入日常生活提供了一个理想的平台。然而，目前的纺织电子系统通常依赖于刚性硅组件，这限制了无缝集成、能源效率和舒适性。由于缺乏动态能量转换载体，无芯片电子系统仍然面临数字逻辑的挑战。
➣方法：东华大学王宏志教授、侯成义研究员、张青红研究员开创性地提出了“非冯·诺伊曼架构”的新型智能纤维，实现了将能量采集、信息感知、信号传输等功能集成于单根纤维中，并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。
➣创新点1：该工作提出把人体作为能量交互的载体，开辟了一条便捷的能量“通道”，原本在大气中耗散的电磁能量优先进入纤维、人体、大地组成的回路促成了“人体耦合”的新型能量交互机制。添加特定功能材料后，仅仅经过人体触碰，这种新型纤维就会发光发电。
➣创新点2：这种基于人体耦合原理的智能纤维具有多种应用，如在不使用芯片和电池的情况下，实现了纤维触控发光、织物显示以及无线指令传输等功能。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk3755
2、《Nature Communications》：摩擦电微弯曲敏感纤维电子器件
➣挑战：纤维电子学的发展为在人体内建立多节点分布式网络提供了一种实用的方法，特别是在摩擦电纤维方面。然而，由于生理信号的内在变异性和微妙幅度，实现用于监测微生理活动的纤维电子技术仍然具有挑战性。
➣方法：东华大学王宏志教授、侯成义研究员提出了一种基于皮芯纤维动态稳定性模型的技术方法，集成了由纳米纤维屈曲实现的微弯曲敏感纤维和离子传导机制。
➣创新点1：该研究提高了信号传输过程的精度，从而提高了灵敏度(在0.1 mm−1的超低曲率下可检测信号；在10°弯曲范围内挠曲系数>21.8%)和纤维在微弯曲下的坚固性。
➣创新点2：此外，还开发了可扩展的制造工艺，并确保与现代编织技术的兼容性。通过结合精确的微曲率检测，微弯曲敏感纤维释放出各种微妙生理诊断的全部潜力，特别是在监测纤维上肢肌肉力量用于康复和训练。
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46516-0
3、《Nature Communications》：一种可生物吸收的机械纤维作为电刺激缝合线
➣挑战：智能缝合线被设计为通过表面负载药物或生长因子来加速伤口愈合，用于缓释治疗。然而，大多数药物对伤口愈合作用不大，有时会引起严重的副作用，如过敏和恶心。同时，生长因子介导的治疗面临着易受污染、失活和降解的挑战。
➣方法：东华大学王宏志教授、侯成义研究员等人采用生物相容的聚合物与金属材料通过多层同轴结构构成一种自发电且可生物降解的机械电缝合线。
➣创新点1：这种新型手术缝合线不仅具备超越商用缝线的力学性能，并且在体内可安全降解和吸收。
➣创新点2：该缝线在缝合部位微小的肌肉收缩-舒张过程中可产生伏级的生物电刺激，用于强化创面处内源性电场，实现加速伤口愈合、降低感染风险的作用。
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52354-x
4、《Nature Communications》：选择性频率阻尼和 Janus 粘合水凝胶作为临床试验的生物电子接口
➣挑战：保持静止对于准确采集生物电信号至关重要，但呼吸产生的动态噪声仍然不可避免。各向同性粘合剂通常用作生物电子接口以确保信号保真度，但它们可能会留下不可逆的残留物，从而影响设备的精度。
➣方法：东华大学王宏志教授团队侯成义研究员等人提出了一种具有选择性频率阻尼和不对称粘附的水凝胶作为生物电子界面。
➣创新点1：这种水凝胶可减轻呼吸产生的动态噪音，在呼吸频率范围内的阻尼效果比其他频率高 60 倍。它还表现出高达 537 倍的不对称粘附力差异，防止残留。通过均匀化离子分布、延长德拜长度和致密化电场，水凝胶可确保超过 10,000 个周期的稳定信号传输。
➣创新点2：此外，它可以非侵入性诊断中耳炎，灵敏度高于侵入性探针，在临床多导睡眠图监测中有效，有助于阻塞性睡眠呼吸暂停的诊断。
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52833-1
