2022年12月27日，科睿唯安與中國科學院聯合發布 《2022研究前沿》報告，遴選和展示了11大學科領域中的110個熱點前沿和55個新興前沿。其中化學與材料科學領域TOP10熱點前沿包括：單原子性化、自供電可穿戴織物、用于水系電池的鋅金屬負極研究、具有圓偏振發光性質的熱激活延遲熒光材料、用于鍵硫電池的二維 MXene 材料、納米酶、不對稱催化合成軸手性化合物、機械化學、機器學習輔助的化學合成、多金屬氧簇研究。隨著物聯網（IoT）技術的快速發展，在可穿戴織物基板上結合傳感器、通信模塊和計算機等各種電子設備的電子紡織品引起了極大的關注。自供電可穿戴織物的早期版本始于可穿戴計算機的開發，隨著在織物基材上安裝各種功能設備，它已擴展到可穿戴電子設備。自供電可穿戴織物在未來也將越來越流行，那接下來一起領略一下自供電可穿戴織物最新的研究進展。

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1.?Adv. Sci：使用藍色有機發光二極管 (OLEDs)進行新生兒黃疸治療的可穿戴光療

韓國科學技術院Seung Yeon Kim教授提出了一種新穎的基于光源的新生兒黃疸光療方法，該方法采用基于紡織品的可穿戴有機發光二極管(有機發光二極管)平臺，該平臺可以靈活移動。基于紡織品的藍色有機發光二極管平臺柔軟靈活，峰值波長為470 nm，適用于黃疸治療，即使在低電壓(< 4.0 V)下，其性能(> 20 W cm²nm^-1)也適用于強化黃疸治療。這項研究中制造的基于紡織品的OLEDs表現出超過100小時的工作可靠性和低溫操作性(<35℃)。使用大面積藍色有機發光二極管進行的體外黃疸治療試驗結果證實，有機發光二極管照射3小時后，膽紅素水平降至12mg dL^-1。結果證明，通過平臺的治療得到良好的治療效果。相關成果以“Wearable Photomedicine for Neonatal Jaundice Treatment Using Blue Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs): Toward Textile-Based Wearable Phototherapeutics”發表在Advanced Science上。

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2.?東南大學&南京大學Light Sci. Appl.：穩定可靠的新型自修復柔性微波波導

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東南大學李全教授、陸衛兵教授、南京大學李承輝教授等聯合提出了一種基于可拉伸蛇形金屬結構的新型人工表面等離激元波導（SSPP）結構，在不犧牲電磁性能的前提下展現出了優異的拉伸、扭曲性能。與傳統平面微波傳輸線相比，得益于人工表面等離激元獨特的場分布，該波導對金屬結構和基底的損傷變形有著更高的耐受能力。自修復材料可實時修復損傷維持器件結構的力學強度，而SSPP結構可在損傷變形的情況下維持良好的電磁性能，二者的特性相輔相成互為補充，從而實現了極佳穩定性和耐久性的新型微波波導。最后研究人員還進行了通信質量實驗，實驗結果證明了自修復柔性可拉伸人工表面等離激元波導優異的穩定性和耐久性，為未來柔性可穿戴射頻器件與系統的設計制造提供了全新思路。研究成果以題為“Stretchable and self-healable spoof plasmonic meta-waveguide for wearable wireless communication system” 發表在知名期刊Light: Science & Applications上。

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3.?Chem. Eng. J.綜述：用于可穿戴電子設備和自供電傳感的靜電紡絲納米纖維TENGs

近日，愛爾蘭斯萊戈大西洋理工大學Aswathy Babu研究員、Suresh C. Pillai教授等人對靜電紡絲納米纖維TENGs進行了系統性的綜述。靜電紡絲是一種低成本、高效、大規模生產納米纖維的方法，電紡納米纖維則有著高比表面積、導電性和超高柔韌性等特點。對于需要靈活性、柔軟性、重量輕等性能的可穿戴電子產品來說，基于電紡納米纖維的TENGs有著非常廣泛的應用。本文著重介紹了靜電紡絲制備TENG及其在材料設計、功能和性能方面的研究進展，還詳細討論了用于柔性和可穿戴電子產品的靜電紡絲TENGs和自供電傳感器的最新研究，從而對下一代基于納米纖維的TENG器件的設計制作進行啟發，本綜述以“Electrospun nanofiber based TENGs for wearable electronics and self-powered sensing”為題發表在Chemical Engineering Journal期刊上。

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4.?倫敦帝國理工學院新研究：可穿戴傳感器設計成 T 恤和口罩！

倫敦帝國理工學院Firat Güder，Fahad Alshabouna團隊利用二乙烯基砜(DVS)作為交聯劑，在涉及 PEDOT:PSS、乙二醇(EG)和纖維素基底的卷對卷反應中進行交聯反應，制備成一種低成本的 (PEDOT:PSS)改性棉線(PECOTEX)，它完全兼容家用和工業電腦刺繡機，同時解決了刺繡過程中導電線的機械魯棒性問題。PEDOT: PSS生產的改性導電棉線具有結構、機械、電氣/電化學特征，可以將可穿戴電子傳感器無縫集成到服裝中。

相關研究工作以“PEDOT:PSS-modified cotton conductive thread for mass manufacturing of textilebased electrical wearable sensors by computerized embroidery”為題發表在國際頂級期刊Materials Today上。

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5.?最新npj-柔性電子：用于可穿戴顯示器的OLED纖維紡織品

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在這項研究中，韓國國立國民大學Sung-Min Lee課題組提出了一種纖維狀的OLED紡織品顯示器，通過實現由集成磷光OLED纖維組成的可尋址網絡和設計多層封裝，可以實現大的發射面積和長期穩定性。該集成光纖配置為可互連的一維OLED像素陣列和數據尋址導體提供解耦的功能光纖表面。定制的三元金屬/超薄氧化物/聚合物多層膜不僅可以實現氧/水滲透抑制，還可以實現介電抗熔劑的可控導電通道。結合可靠的彎曲穩定性，OLED織物在水中的長期運行表明了目前的器件概念在耐水全發射區纖維織物顯示器上的可行性。相關論文以題為：“Water stable and matrix addressable OLED fiber textiles for wearable displays with large emission area”發表在npj Flexible Electronics上。

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6.?Nano-Micro Letters：可降解、高強度、能水洗的織物基摩擦電納米發電機

近日，華中科技大學楊光教授和北京納米能源所王中林院士、孫其君研究員聯合報告了一種超強機械強度、可生物降解和可清洗的纖維素基導電纖維線。該纖維線是利用細菌纖維素（BC）的三維網絡結構摻雜合成導電物質導電碳納米管（CNT）和聚吡咯（PPy）后通過拉伸和濕捻的方法制備得到。制備的纖維素基導電纖維線具有449 MPa的高拉伸強度、良好的導電性(~5.32 S/cm)和優異的穩定性。同時纖維線在纖維素酶的作用下108小時內可以完成降解。由纖維素基導電纖維線設計制備的織物基TENG的最大開路電壓為170 V，短路電流為0.8 μA，輸出功率為352 μW，能夠有效為電容器充電并驅動商業電子設備的運行。此外，織物基TENG可以附著在人體衣物上，作為自供電傳感器有效監測人體多狀態運動。研究成果以題為“Biodegradable, Super-Strong, and Conductive Cellulose Macrofibers for Fabric-Based Triboelectric Nanogenerator”發表在知名期刊Nano-Micro Letters上。

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7.?東華大學覃小紅、王黎明團隊Carbon Energy：用于人體能量采集和傳感的熱電織物

近日，東華大學俞建勇院士，覃小紅教授以及王黎明特聘研究員等人提出了一種結合靜電紡絲和噴涂技術的策略，制備得到了碳納米管（CNT）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/聚氨酯（PU）復合熱電織物，其具有高透氣性和拉伸性。即使在彎曲1000次后，電導率和塞貝克系數都保持不變。此外，作者成功制造了用于手指溫度和語言的相互轉換以及檢測關節運動以優化運動員運動狀態的自供電傳感器。這項研究為可拉伸熱電織物提供了新思路。該研究成果以題為“Highly stretchable, durable, and breathable thermoelectric fabrics for human body energy harvesting and sensing”發表在Carbon Energy上。

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