2022年12月27日，科睿唯安与中国科学院联合发布 《2022研究前沿》报告，遴选和展示了11大学科领域中的110个热点前沿和55个新兴前沿。其中化学与材料科学领域TOP10热点前沿包括：单原子性化、自供电可穿戴织物、用于水系电池的锌金属负极研究、具有圆偏振发光性质的热激活延迟荧光材料、用于键硫电池的二维 MXene 材料、纳米酶、不对称催化合成轴手性化合物、机械化学、机器学习辅助的化学合成、多金属氧簇研究。随着物联网（IoT）技术的快速发展，在可穿戴织物基板上结合传感器、通信模块和计算机等各种电子设备的电子纺织品引起了极大的关注。自供电可穿戴织物的早期版本始于可穿戴计算机的开发，随着在织物基材上安装各种功能设备，它已扩展到可穿戴电子设备。自供电可穿戴织物在未来也将越来越流行，那接下来一起领略一下自供电可穿戴织物最新的研究进展。

1. Adv. Sci：使用蓝色有机发光二极管 (OLEDs)进行新生儿黄疸治疗的可穿戴光疗

韩国科学技术院Seung Yeon Kim教授提出了一种新颖的基于光源的新生儿黄疸光疗方法，该方法采用基于纺织品的可穿戴有机发光二极管(有机发光二极管)平台，该平台可以灵活移动。基于纺织品的蓝色有机发光二极管平台柔软灵活，峰值波长为470 nm，适用于黄疸治疗，即使在低电压(< 4.0 V)下，其性能(> 20 W cm²nm^-1)也适用于强化黄疸治疗。这项研究中制造的基于纺织品的OLEDs表现出超过100小时的工作可靠性和低温操作性(<35℃)。使用大面积蓝色有机发光二极管进行的体外黄疸治疗试验结果证实，有机发光二极管照射3小时后，胆红素水平降至12mg dL^-1。结果证明，通过平台的治疗得到良好的治疗效果。相关成果以“Wearable Photomedicine for Neonatal Jaundice Treatment Using Blue Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs): Toward Textile-Based Wearable Phototherapeutics”发表在Advanced Science上。

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2. 东南大学&南京大学Light Sci. Appl.：稳定可靠的新型自修复柔性微波波导

东南大学李全教授、陆卫兵教授、南京大学李承辉教授等联合提出了一种基于可拉伸蛇形金属结构的新型人工表面等离激元波导（SSPP）结构，在不牺牲电磁性能的前提下展现出了优异的拉伸、扭曲性能。与传统平面微波传输线相比，得益于人工表面等离激元独特的场分布，该波导对金属结构和基底的损伤变形有着更高的耐受能力。自修复材料可实时修复损伤维持器件结构的力学强度，而SSPP结构可在损伤变形的情况下维持良好的电磁性能，二者的特性相辅相成互为补充，从而实现了极佳稳定性和耐久性的新型微波波导。最后研究人员还进行了通信质量实验，实验结果证明了自修复柔性可拉伸人工表面等离激元波导优异的稳定性和耐久性，为未来柔性可穿戴射频器件与系统的设计制造提供了全新思路。研究成果以题为“Stretchable and self-healable spoof plasmonic meta-waveguide for wearable wireless communication system” 发表在知名期刊Light: Science & Applications上。

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3. Chem. Eng. J.综述：用于可穿戴电子设备和自供电传感的静电纺丝纳米纤维TENGs

近日，爱尔兰斯莱戈大西洋理工大学Aswathy Babu研究员、Suresh C. Pillai教授等人对静电纺丝纳米纤维TENGs进行了系统性的综述。静电纺丝是一种低成本、高效、大规模生产纳米纤维的方法，电纺纳米纤维则有着高比表面积、导电性和超高柔韧性等特点。对于需要灵活性、柔软性、重量轻等性能的可穿戴电子产品来说，基于电纺纳米纤维的TENGs有着非常广泛的应用。本文着重介绍了静电纺丝制备TENG及其在材料设计、功能和性能方面的研究进展，还详细讨论了用于柔性和可穿戴电子产品的静电纺丝TENGs和自供电传感器的最新研究，从而对下一代基于纳米纤维的TENG器件的设计制作进行启发，本综述以“Electrospun nanofiber based TENGs for wearable electronics and self-powered sensing”为题发表在Chemical Engineering Journal期刊上。

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4. 伦敦帝国理工学院新研究：可穿戴传感器设计成 T 恤和口罩！

伦敦帝国理工学院Firat Güder，Fahad Alshabouna团队利用二乙烯基砜(DVS)作为交联剂，在涉及 PEDOT:PSS、乙二醇(EG)和纤维素基底的卷对卷反应中进行交联反应，制备成一种低成本的 (PEDOT:PSS)改性棉线(PECOTEX)，它完全兼容家用和工业电脑刺绣机，同时解决了刺绣过程中导电线的机械鲁棒性问题。PEDOT: PSS生产的改性导电棉线具有结构、机械、电气/电化学特征，可以将可穿戴电子传感器无缝集成到服装中。

相关研究工作以“PEDOT:PSS-modified cotton conductive thread for mass manufacturing of textilebased electrical wearable sensors by computerized embroidery”为题发表在国际顶级期刊Materials Today上。

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5. 最新npj-柔性电子：用于可穿戴显示器的OLED纤维纺织品

在这项研究中，韩国国立国民大学Sung-Min Lee课题组提出了一种纤维状的OLED纺织品显示器，通过实现由集成磷光OLED纤维组成的可寻址网络和设计多层封装，可以实现大的发射面积和长期稳定性。该集成光纤配置为可互连的一维OLED像素阵列和数据寻址导体提供解耦的功能光纤表面。定制的三元金属/超薄氧化物/聚合物多层膜不仅可以实现氧/水渗透抑制，还可以实现介电抗熔剂的可控导电通道。结合可靠的弯曲稳定性，OLED织物在水中的长期运行表明了目前的器件概念在耐水全发射区纤维织物显示器上的可行性。相关论文以题为：“Water stable and matrix addressable OLED fiber textiles for wearable displays with large emission area”发表在npj Flexible Electronics上。

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6. Nano-Micro Letters：可降解、高强度、能水洗的织物基摩擦电纳米发电机

近日，华中科技大学杨光教授和北京纳米能源所王中林院士、孙其君研究员联合报告了一种超强机械强度、可生物降解和可清洗的纤维素基导电纤维线。该纤维线是利用细菌纤维素（BC）的三维网络结构掺杂合成导电物质导电碳纳米管（CNT）和聚吡咯（PPy）后通过拉伸和湿捻的方法制备得到。制备的纤维素基导电纤维线具有449 MPa的高拉伸强度、良好的导电性(~5.32 S/cm)和优异的稳定性。同时纤维线在纤维素酶的作用下108小时内可以完成降解。由纤维素基导电纤维线设计制备的织物基TENG的最大开路电压为170 V，短路电流为0.8 µA，输出功率为352 µW，能够有效为电容器充电并驱动商业电子设备的运行。此外，织物基TENG可以附着在人体衣物上，作为自供电传感器有效监测人体多状态运动。研究成果以题为“Biodegradable, Super-Strong, and Conductive Cellulose Macrofibers for Fabric-Based Triboelectric Nanogenerator”发表在知名期刊Nano-Micro Letters上。

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7. 东华大学覃小红、王黎明团队Carbon Energy：用于人体能量采集和传感的热电织物

近日，东华大学俞建勇院士，覃小红教授以及王黎明特聘研究员等人提出了一种结合静电纺丝和喷涂技术的策略，制备得到了碳纳米管（CNT）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/聚氨酯（PU）复合热电织物，其具有高透气性和拉伸性。即使在弯曲1000次后，电导率和塞贝克系数都保持不变。此外，作者成功制造了用于手指温度和语言的相互转换以及检测关节运动以优化运动员运动状态的自供电传感器。这项研究为可拉伸热电织物提供了新思路。该研究成果以题为“Highly stretchable, durable, and breathable thermoelectric fabrics for human body energy harvesting and sensing”发表在Carbon Energy上。

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