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1.文章导读

针对水凝胶生物电子器件在长期连续使用中易脱水、耐温性差、机械强度弱等问题，近期广东以色列理工学院王燕教授课题组，提出一种超薄、强韧、透气且耐冻的有机水凝胶皮肤电极。该电极通过高温浸涂聚氨酯纳米网并室温凝胶化制成，厚度仅17微米。引入深共熔溶剂显著提升其抗冻抗干性能。该器件在《极端制造（英文）》SCI期刊发表题为“Gas-permeable and anti-freezing organohydrogel epidermal electrodes for long-term health monitoring”的论文，展示其在高质量电生理监测中的长期稳定应用潜力。

2. 图文解析（创新研究/研究亮点/研究进展）

本研究的创新之处在开发出超薄高强度的有机水凝胶。通过电纺聚氨酯纳米网增强凝胶结构，解决了厚度与机械强度的矛盾。凝胶以明胶为基体，加入深共熔溶剂和柠檬酸钠优化性能。该材料厚度仅17 μm，具备良好透明性（86.3%）、杰出的透气性，能紧密贴合皮肤，实现长期可穿戴健康检测（如图1所示）。

图1. 超薄，透气的有机水凝胶表皮电极。

实现长期，可持续，高质量的电生理信号检测是该超薄有机水凝胶皮肤电极的另一大亮点。该超薄有机水凝胶皮肤电极具备高机械强度、黏附性、抗干燥性和透气性，皮肤阻抗低于商用电极，支持稳定、无线的24小时心电监测 (图2)。其在不同活动、温湿度及低温环境下均能采集高质量信号，信噪比达（31.2 ± 1.2）dB，表现出优异的长期稳定性。

图2 超薄有机水凝胶皮肤电极实现长期、连续、高保真度的心电图监测。

3.总结与展望

本研究通过将聚氨酯纳米网浸入温度响应型、相变有机水凝胶溶液中，成功制备了一种透气且抗冻的有机水凝胶表皮电极。这一设计范式在实现机械强度与几何超薄性之间取得了良好的平衡，同时具备了优异的皮肤黏附性、出色的气体渗透性以及显著的抗干燥和抗冻性能。凭借实现长期、连续且高保真度的电生理监测，这些超薄有机水凝胶表皮电极为新一代可穿戴生物传感器的发展铺平了道路，并有望在早期疾病诊断和个性化健康管理中带来革命性突破。