近日，电子科学与技术学院陈忠教授/廖新勤副教授团队在一体化多功能且变形不敏感的碳纳米管神经贴片构建与应用取得重要进展，相关成果以“All-in-one multifunctional and deformation-insensitive carbon nanotube nerve patches enabling on-demand interactions”为题发表于在国际顶级期刊《Nano Energy》上。

智能物联网 (AIoT)技术旨在建立人与连接设备之间紧凑的信息和能量交互。人机界面作为AIoT的重要媒介，扮演着连接虚拟和现实之间的角色。触摸屏作为一种人机界面，多采用导电性强、透光率高的氧化铟锡(ITO)透明导电膜来实现与外界的交互。然而，由于ITO的易碎性以及不可弯曲性，这使得它无法集成在物体的曲面上进行自由的交互。柔性电子器件可以与人体或物体集成来识别用户的交互意图，是刚性材料缺陷的有效解决方案。集成的电子器件一旦被弯曲可能会产生变形，将导致部分互连失效，从而损坏传感性能。并且，当前的柔性电子器件通常是由众多离散电子单元组成的像素化传感阵列，这给信号传输带来了布线复杂、结构复杂、串扰等问题。准确识别用户的真实交互意图需要集成的电子器件与人工智能(AI)相结合来处理复杂的数据。这些都给实际应用中实现更智能的人机交互带来重大挑战。

生物触摸感知过程与AISI神经贴片示意图

在这项工作中，研究团队提出了一款一体化智能半透明交互贴片（AISI神经贴片），其采用电双层平行分离结构来实现一体化的感知、识别和传输机械敏感信号，以克服众多离散电子单元带来的关键挑战，从而大大简化了逻辑驱动电路的设计，并且不需要额外的噪声抑制。AISI 神经贴片采用了水性聚氨酯和碳纳米管 (pCNT) 混合，制备出具有所需导电性和粘度的敏感功能复合材料，可以附着在任何物体表面上。AISI神经贴片具有高柔韧性和弯曲不敏感，使其可以贴合任何曲面而不影响交互性能。这不仅实现了在该表面的交互区域上进行精准操作而且神经贴片不影响物体的美观。此外，该AISI神经贴片还具有个性化的可切割性、非像素化的识别能力，以及快速响应、卓越的稳定性和重复性等突出表现。由于设计原理的通用性，AISI神经贴片可以根据不同人机交互的需要制成特定的形状。研究团队展示了AISI神经贴片与人工智能结合，可以用于增强信息密码安全性，在提高网络安全、防止黑客攻击和密码泄露、保护个人信息隐私和安全方面的潜力。

AISI神经贴片与人工智能结合用于增强信息密码安全性

厦门大学为该文章的第一署名单位，该项研究工作是在陈忠教授与廖新勤副教授共同指导下完成，新加坡南洋理工大学郑元谨教授（卓越集成电路设计中心主任）、北京科技大学廖庆亮教授（长江学者、院长）提供重要支持帮助，研究生张翠蓉为文章第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金项目、福厦泉自主创新示范区合作项目、福建省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109104