剑桥大学联合香港科技大学（广州）和伦敦玛丽女王大学的研究人员开发出一种方法，可将超薄导电微纤维打印到日常物体上。研究团队致力于开发比人类头发更细的纤维，这些纤维可根据需求调整，为各种形状和表面纹理的物体（如玻璃、塑料和皮革）添加传感、能量转换和电子连接功能。
微纤维应用场景示意图，用于可穿戴呼吸和气体传感器、健康监测以及能量转换和电极。来源：剑桥大学Andy Wang
团队通过一步式自适应纤维沉积工艺结合3D打印实现了这一目标。研究人员表示，该工艺可根据模型几何形状，在使用点按需部署导电材料层到不同表面区域。
研究团队指出，这些透明层能够检测实时心电图（ECG）和表面肌电图（sEMG）信号。为展示这些能力，研究人员使用了机器人手、铅笔和钳子工具。
团队将400根由PEDOT:PSS（一种导电聚合物）组成的微纤维阵列打印并缠绕在机器人手指上。当用于捕捉心电图测量时，人类食指被压在机器人手指的微纤维上。
"这证明了PEDOT:PSS微纤维电极是一种经济高效的方法，可快速为机器人配备人机交互传感功能，"团队补充道，"此类瞬态电子皮肤对于使机器人和假肢更具人机交互性并模拟触觉至关重要。"
研究团队建议，此类机器人手可用于家庭护理场景。例如，老年人的机器人伴侣可定期检查生命体征，包括心电图信号，而无需使用可穿戴设备。此外，此类机器人的心电图传感功能可在急救人员到达前评估个人心脏状况。
同样，在使用铅笔或钳子时检测拇指肌腱区域的sEMG信号，团队可使用缠绕在铅笔或钳子手柄上的PEDOT:PSS微纤维阵列（铅笔约600根，钳子约1000根）。此类活动的数据可提供实时生物电位监测，向用户或护理人员发出异常心电图或肌电信号模式的警报。
同时，对于在危险环境中使用钳子工具的工人，该技术也可用于监测心脏不适迹象，从而在疲劳、心律失常或其他健康风险发生时及早干预。
"这些干式微纤维电极持久耐用，一旦传感任务完成，纤维可轻松擦除，不会损坏或污损物体原始表面，"研究人员解释道，"我们展示的将可定制电子功能集成到各种现有物体上的方法，有助于建立可持续的'物联纤维'（FoT）未来——有望革新医疗诊断、治疗，甚至创造新型可穿戴技术。"
相关研究成果详细发表在期刊《先进纤维材料》上，文章题为“用于跨不同表面和形状无缝功能增强的导电微纤维自适应打印”。
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