文章导读

随着物联网的快速繁荣，智能人机交互和健康监测成为人们关注的焦点。无线传感系统，特别是无需外部电源即可长时间连续地工作的自供电传感系统，已经得到成功探索和开发。然而，能量收集器集成的系统需要暴露在特定的能源下来驱动工作，其应用场景有限、稳定性低和连续性较差。将储能单元和传感单元集成到一个系统中，可以有效的解决上述问题，为便携式和可穿戴电子产品的应用提供了可能。基于此，北京理工大学赵扬团队在 Nanomaterials 期刊发表了综述文章。该文章重点介绍了用于可穿戴电子产品的储能设备集成传感系统的最新进展，包括触觉传感器、温度传感器、化学和生物传感器以及多功能传感系统，因为它们可能在下一代智能个人电子产品中应用最为普遍。最后，文章还对储能器件一体化传感系统的未来进行了展望。

研究内容与讨论

具有超薄、体积小、重量轻、柔性高等优点的柔性传感器，为柔性便携式智能传感系统提供了可能。但是，它们仍然需要外部电源，这极大地限制了它们的实际应用。为了解决上述问题，不依赖外部电源的自供能传感系统，包括集成能量收集器的系统和集成能量存储设备的系统，被认为是有效的方法并受到了研究人员的极大关注。但能量收集器通常需要暴露在特定的能量源下才能工作，因此其应用场景受到很大限制。相比之下，与储能设备集成的传感系统能够有效的解决上述问题。因此，本文综述了应用最为广泛的几类储能-传感集成系统，包括触觉型、温度型、化学生物型、多功能型，它们在人体健康监测、智能机器人、人机交互等领域占据着不可替代的地位。

尽管在储能-传感集成系统方面取得了相当大的成就，但仍无法用于实际应用；因此，本文还提出了其所面临的挑战。这些挑战包括：储能设备与用于能源管理、多数据采集和可视化的电子设备的性能，成本优化，系统的抗干扰能力，传感信号和智能终端的交互处理，以及系统的舒适性和美观性等方面。

文章总结

可穿戴和柔性传感系统因其性能和形式的多样性，在个性化健康监测、环境监测和人机界面等领域引起了广泛关注。本文综述了储能器件一体化传感系统的最新进展。不难发现，随着材料科学和工艺技术的进步，研究者在这一领域取得了相当大的成就。灵活性、可扩展性、生物相容性、舒适性和稳定性等功能无法同时在单个系统中很好地表达，将所有这些优势集于一身是一个前沿主题。此外，带有储能装置的系统，特别是带有能量收集器和储能装置的多传感系统，无需外接电源即可实现连续稳定的无线监控，这是未来传感领域的大趋势。

原文出自 Nanomaterials 期刊

Yuan, M.; Zhang, X.; Wang, J.; Zhao, Y. Recent Progress of Energy-Storage-Device-Integrated Sensing Systems. Nanomaterials 2023, 13, 645. https://www.mdpi.com/2079-4991/13/4/645

Nanomaterials 期刊介绍

主编：Shirley Chiang, University of California Davis, USA

期刊主题涵盖纳米材料 (纳米粒子、薄膜、涂层、有机/无机纳米复合材料、量子点、石墨烯、碳纳米管等)、纳米技术 (合成、表征、模拟等) 以及纳米材料在各个领域的应用 (生物医药、能源、环境、电子信息等) 等。

2023 Impact Factor：4.4

2023 CiteScore：8.5

Time to First Decision：13.8 Days

Acceptance to Publication：2.6 Days