近年来，随着物联网、工业4.0、大数据、人工智能、机器人和数字健康等领域的发展，柔性可穿戴传感器成为了业界的热点研究方向之一，然而，由于日常穿戴和运动过程中的磨损，传感器的失效问题仍然在很大程度上制约着该类传感器的应用。为了解决这一问题，科学家们开始从生物界中汲取灵感。
鲍鱼的外壳由珍珠层和棱柱层交叉排列组成，赋予了其优异的力学性能，作为一种具有坚韧外壳的生物，鲍鱼能够承受巨大的外力。受到这一结构的启发，西安交通大学的研究团队开始制备在三维方向适应分布的复合材料，调控局部定制化，从而使其兼具耐磨特性，以这种复合材料作为传感器的封装层，有望极大地提升传感器的服役寿命。
传感器示意图
研究团队在打印体系内加入了由磁诱导制备的二维纳米链条作为增强相，可以在不增加柔性基底的刚度的同时，克服材料摩擦系数高和耐磨性差的问题。在长时间的寿命试验中，定制化的传感器表现出了优异的抗磨损性能，这一封装层的设计可以推广至更多的柔性穿戴器件。
此外，在传感层方面，研究团队通过分子动力学模拟，成功揭示了液态金属本征亲柔性基底的特点，通过机械外力破除其氧化层，可以使其更好地与基底粘接，实现可控的液态金属打印。
据悉，采用磁辅助3D打印定制化打印区域的机械性能，所制备的传感器封装层耐磨性能远超同类产品，这一成果的出现，为可穿戴设备的长期服役提供了一种新的设计方法，可以有效地保护传感器延长其使用寿命，推动柔性穿戴设备领域发展。
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