Химики Цинхуа собрали электронную кожу из нанопроволок

Подробно

Что за материал создали в Университете Цинхуа?

Авторы работы - Xin Xu (徐鑫), Xiaoya Wang (汪晓娅), Yize Cui (崔祎泽), Qingda Liu (刘清达) и Xun Wang (王训) из Центра передовых редкоземельных материалов химического факультета Университета Цинхуа в Пекине. Xun Wang также указал институт Университета Цинхуа в провинции Хэбэй. Авторы для переписки - Qingda Liu и Xun Wang.

Исследователи синтезировали субнанопроволоки на основе неорганического полиоксометалата ZnBiPMo₁₂. По их измерениям, у материала есть:

• собственная гибкость;
• хиральность;
• пьезоэлектрический коэффициент 24,9 пКл/Н - материал вырабатывает электрический заряд под механической нагрузкой;
• сегнетоэлектрические свойства.

По заявлению авторов, главное в работе - сочетание собственной гибкости неорганического материала с пьезоэлектрическим откликом.

У работы есть предыстория. В 2023 году Xun Wang вместе с соавторами Yuang Shi, Wenxiong Shi и Simin Zhang опубликовал в журнале CCS Chemistry исследование, выполненное методом силовой спектроскопии отдельных молекул. Оно показало, что неорганические субнанопроволоки толщиной около 1 нм могут вести себя механически как полимеры. Нынешний датчик в той работе не испытывали.

Что умеет беспроводная электронная кожа?

В статье описаны три стадии сборки. Первая - пьезоэлектрическая «электронная кожа» из ZnBiPMo₁₂, в статье это устройство 1. По словам авторов, она регистрирует слабые механические воздействия силой от 0,045 до 0,319 Н. В аннотации этот диапазон назван диапазоном давлений, но ньютон - единица силы. Площадь, к которой прикладывали нагрузку, а значит и давление в паскалях, по доступному тексту установить нельзя.

Вторая стадия - носимый прототип с беспроводной передачей данных (1A). Авторы показали, что он регистрирует слабые сокращения мышц, моргание, дыхание и сердечный ритм. В аннотации мониторинг сердечного ритма назван рассчитанным на весь день (all-day), однако точная длительность непрерывной записи и качество измерения в течение суток там не приводятся.

По заявлению авторов, работа показывает, что беспроводное носимое устройство можно собрать из субнаноматериала. Речь об исследовательском результате, а не о промышленном выпуске.

Как электронная кожа распознаёт мимику и слова?

Третья стадия - интерфейс для считывания сигналов с лица (1B). Он объединяет пьезоэлектрический датчик и систему машинного обучения. По данным авторов, интерфейс распознаёт девять эмоциональных выражений лица и двенадцать произнесённых слов.

Параметры, нужные для оценки результата, в аннотации не приводятся: число участников, точность распознавания выражений и слов, характеристики беспроводной связи, время автономной работы, срок службы датчика и данные о безопасности долгого контакта с кожей.

Чем новая разработка отличается от прежних?

Беспроводные лицевые интерфейсы для анализа мимики и речи появились раньше: в январе 2024 года другая исследовательская группа описала такой интерфейс в Nature Communications. Гибкие неорганические пьезоэлектрические датчики тоже уже существуют - в 2025 году в Journal of Alloys and Compounds вышла статья о датчике на гибких волокнах цирконата-титаната свинца (PZT). Поэтому называть нынешнюю работу первой в своём роде нельзя. Её новизна - в использовании пьезоэлектрических неорганических субнанопроволок с собственной гибкостью.

Можно ли уже использовать датчик в медицине и реабилитации?

Пока нет. Реабилитация и мониторинг здоровья - возможные области применения, но эффективность датчика в медицине статья не подтверждает. Сведений о клинических испытаниях, участии пациентов, сертификации, начале производства, цене или сроках продаж нет.

Издатель предупреждает, что на сайте опубликована ранняя версия статьи, уже принятая после рецензирования. У неё постоянный DOI 10.1038/s41467-026-78557-y, но текст ещё может быть отредактирован и заменён окончательной версией. Рукопись поступила в редакцию 25 марта 2026 года и была принята 30 сентября. Статья находится в открытом доступе.

Работу финансировали Национальный фонд естественных наук Китая, Национальная программа ключевых исследований и разработок Китая и Китайский фонд постдокторской науки. Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов. Независимых экспертных оценок работы на момент публикации найти не удалось.