同时实现超柔软、超高灵敏度和机械弹性是可穿戴电子产品和软机器的主要挑战。柔软且可穿戴的传感器与柔软的人体皮肤的机械性能非常匹配，在很大程度上满足了远程实现对不同身体动作的高保真实时检测和评估的需求。然而，受传统软材料固有粘弹性的限制，目前基于软材料的可穿戴传感器主要用于监测低频和较大的身体运动。用软材料检测微妙和快速的神经肌肉功能对于设计高度复杂的可穿戴电子产品至关重要，但仍然是一个挑战。
在最近发表在《国家科学评论》上的一篇论文中，一个国际多学科团队提出了一种新设计来应对这一挑战。通过利用他们之前关于超轻石墨烯基蜂窝材料(UGCM)的独特机械和机电性能的发现，他们发现 UGCM 在与橡胶材料接触时具有独特的界面应力传递机制(图 1)。 1)。他们发现，与传统的导电气凝胶不同，超低密度 UGCM (~ 1 mg/cm3) 能够与橡胶层一致变形高达 100% 应变。这一发现不仅通过简单地用橡胶外层包裹它们(形成 GP 层压板)，赋予了本质上脆弱的 UGCM 大的拉伸性;但也提供了一种新方法，可以在混合结构中保留 UGCM 独特的动态机电特性。由此产生的 GP 层压板对各种应变表现出高度敏感的宽带频率电阻响应 (>180 Hz)。
该团队与来自不同学科的专家合作，试图进一步探索这种 UGCM/橡胶复合材料是否能够监测微妙和快速的神经肌肉功能(图 2)。该团队对人体进行了临床测试，并以传统、笨重且昂贵的技术——肌电图 (EMG) 为参考，证实了 GP-laminate 用于监测不同骨骼肌群的准确性。EMG 技术长期以来一直用于监测肌肉功能。研究小组发现，在电或自愿引起的肌肉收缩期间，GP 层对不同强度和频率范围的 EMG 表现出高度一致的信号响应(图 3)。这进一步允许评估神经肌肉运动障碍，例如帕金森氏症和震颤(图 4)。这项研究是由博士进行的。何子君在李丹教授(墨尔本大学化学工程)和A/Prof.邱凌(清华大学清华深圳国际研究生院)。
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