这是西北工业大学黄维院士团队发表在 Advanced Materials 上的一篇综述，属综述类，所以标题用「综述解读」而不是顶刊解读。它的价值不在抛新器件，而在于把柔性无线传感这条链上的选型依据一次性摊开——传输方案怎么挑、导电材料用哪一类、传感与无线模块怎么集成、贴肤和植入两类场景各卡在什么地方。对于打算用DIW浆料直写做柔性天线、传感阵列的团队，这份材料性能数据的横向对照直接能当选型手册使。

先把问题来源说清。有线方案在长期健康监测上有两道硬伤绕不过去：线缆绑住日常活动，刚性电路贴不服人体曲面。柔性可穿戴传感器的基本架子是柔性基底加传感单元加数据处理模块，把温度、脉搏、呼吸、汗液 pH 这类生理量译成电信号；按佩戴方式分贴附式（电子皮肤）和植入式（神经接口）两类。再叠上无线，才真正做到远程、连续、非接触。

五种无线方案，各自的边界在哪

综述从工作距离、数据速率、功耗、安全性、工作频率五个维度做了横向评估，实际选型时这几条边界比性能参数更能拍板。

RFID 分有源、半无源、无源三类。无源 RFID 的特别之处在于能做成无芯片（chipless）形态——不靠芯片存信息，而是借基板介电常数或导体电导率的变化让标签响应频率偏移，直接把湿度、温度、应变读出来。这条路线器件极简、不用供电，代价是工作距离短。

NFC 是 RFID 的一种通信标准，工作距离约 5–20 cm，靠磁感应耦合传数据。优点是免电池、安全性高、且已集成进几乎所有智能手机，读取端零成本；短处是数据间断式传输，不适合连续波形采集。

蓝牙的定位是低功耗、低成本加较高速率，是贴肤连续监测的主流选择，但必须配供电。水凝胶湿度传感器配蓝牙做呼吸中断监测、自供电汗液分析系统实时传 Na⁺ 与 K⁺ 浓度，都是典型用法。Wi-Fi 速率高、适合较长距离，还能反过来借信号本身做人体活动追踪，缺点是功耗大；Zigbee 功耗更低但速度慢。LoRa 面向广域低功耗物联网，适合远程医疗云端汇聚。

导电材料选型：三条路线的实测数据对照

传统 PCB 工艺做的无线模块导电性没问题，问题在刚性——反复形变下稳不住信号输出。综述把替代材料归成金属、碳基、MXene 三类，每一类的可用边界都有具体数字撑着。

金属体系依旧是电导率首选。银纳米颗粒和银片可做成导电油墨，丝网印刷的无源 RFID 标签电阻率低至 21 μΩ·cm，拉伸形变超过 100% 后射频性能还在；UV 固化银片油墨能直接在尼龙织物上打 UHF RFID 标签，电导率 6.02×10⁶ S/m，读取距离 8.32 m，耐 5 次洗涤循环——洗涤耐受这一项对智能织物是硬门槛。银纳米线（AgNWs）走透明化路线，蝶形天线透明度 85%，辐射效率只比铜天线低约 34%；PDMS 基底上的波浪形天线在 30% 应变下经历数百次拉伸循环仍稳，谐振频率随应变偏移，本身就能当应变传感器。液态金属合金（如镓铟锡 Galinstan）把拉伸能力推到极限，形变可超 1500%；用直写技术把液态金属填进微流体通道做成的 NFC 天线，在 13.56 MHz 下能扛过 200% 以上的单轴应变、180° 扭转和 3 mm 曲率半径弯曲。

碳基体系的定位不是取代金属，而是换成本和刺激敏感性。氧化石墨烯喷在叉指电极 LC 谐振电路上形成湿敏薄膜，湿度改介电常数、谐振频率随之偏；碳纳米管对 NH₃ 吸附敏感，适合做无源无线气体传感标签；多层堆叠石墨烯纸经激光切割可制备 NFC 标签，电导率 4.2×10⁵ S/m，在弯折、卷曲、扭转状态下都能跟手机正常交换数据。要注意碳基材料电导率比纯金属低 2–3 个数量级，直接后果是天线读取距离缩短，这就限定它只能用在近场或对距离不敏感的场景。

MXene（Ti₃C₂Tₓ）在这份对照里最均衡。MXene 墨水直写在 PDMS 上制备的 NFC 天线无需任何后处理就具备高导电性，13.56 MHz 下 Q 因子高——这一点对直写工艺尤其友好，省掉了银浆常需的高温烧结步骤。数微米厚的喷涂层天线在 16.4 GHz（5G 波段）的辐射效率与标准铜天线相当；偶极子天线厚度做到 114 nm 仍能在 2.4 GHz 工作，同时保持超 50% 的光学透明度。可拉伸型 MXene 偶极子天线在 150% 应变、以及 500 次 100% 应变循环之后仍维持稳定反射特性，谐振频率随拉伸偏移可直接用作无线应变传感。与 AgNWs 复合后优值可达 162.49。

集成方式决定了厚度和贴合度

传感器要无线化，必须跟额外电路集成，方式只有两种，取舍很清楚。

混合集成是传感器通过导线接外部电路（如 FPCB），由 MCU 处理信号后经 NFC 或蓝牙发出。MXene 温湿度传感图案与 FPCB 集成后用 NFC 线圈传数据到手机、MXene 应变传感器配 NFC 电路做机器人康复监测，都在此列。好处是各模块可独立优化、工艺成熟，代价是保留了刚性 PCB 与导线连接，整体偏厚，形变时连接点容易接触不良。

一体化集成把传感单元、电路与无线模块共形制造在同一柔性基底上，厚度和贴合度都明显改善。综述举的例子是基于超薄氮化镓声表面波（SAW）芯片的无线电子皮肤平台，实现了应变、紫外光与汗液离子浓度的连续无线监测，且不需要独立芯片。这条路线难度更高，但正是多材料共打印能够切入的方向——传感敏感层与天线线圈在同一次工艺中成型。

贴肤端：供电往往比传感更难

体征监测方面，电子绷带系统集成多路传感器与 FPCB，由汗液激活电池供电，蓝牙模块可持续工作 1.2 小时以上，无线监测体表温度、心率与血氧饱和度；软孔洞架构的皮肤集成器件已经做到临床级精度的多参数无线监测。

汗液生化分析这一支，全集成可穿戴追踪器把微流控、传感与电子模块做在一起，通过蓝牙实时传 Na⁺、K⁺、pH 与尿酸数据。自供电方案里，乳酸生物燃料电池从汗液采能，功率密度达 3.6 mW/cm²——这个量级够撑起间歇工作的低功耗链路，但连续蓝牙广播仍然吃紧，所以"电池续航 1.2 小时"这类数字才是当前系统真正的瓶颈指标。

运动捕捉方面，透明导电离子水凝胶传感器耦合集成电路后可实时监测从手指到膝关节的多部位运动；水凝胶应变传感器配 BLE 模块贴在面部能区分表情状态，ΔR/R₀ 变化范围约 100%–140%。

植入端：约束条件完全不同

植入式无线传感直接在体内取信号，代表方向是智能隐形眼镜（泪液葡萄糖监测）、脑机接口神经电极与血管内电子器件。这一端的约束和贴肤端不在一个量级：生物相容性要求严，器件必须微型且可拉伸，供电几乎不可能靠电池。无源无线方案在这端的优势因此被放大——NFC 供能既解决传输也解决供电，感应线圈成为体内信号传输的核心载体。

共性瓶颈与三条演进主线

综述列出的难题相当直白：无线传输距离受限；信号稳定性不足；电磁波与人体组织的相互干扰尚未彻底解决；不少方案仍依赖刚性芯片与电路元件；无线电路整体的柔软度和皮肤贴合度还不够，植入式尤其突出。

未来方向集中在三层。材料层继续找兼具高射频性能与多重感知能力的新体系；平台层借智能手机的普及与算力做"手持感知"，把读取端成本压到零；算法层把人工智能与机器学习引进信号处理，用算法补硬件的信噪比不足。

设备视角：直写能吃下这条链条的哪几段

把综述里提到的制备手段过一遍会发现，丝网印刷、喷涂、激光切割、微流道填充各有各的适用范围，而DIW浆料直写在其中占的是"小批量、多迭代、异形结构"这一段。

最直接的应用是天线线圈本体。不论 NFC 线圈的匝数、线宽、间距，还是偶极子天线的臂长，都直接定谐振频率，研发阶段需要频繁改版。丝网印刷每改一版要重做网版，直写只改路径文件，当天就能出样。银浆、MXene 墨水、液态金属都能走直写——其中 MXene 免后处理的特性和液态金属的室温流动性，跟直写的匹配度最高。

第二段是传感层与天线的共形一体成型。多喷头系统能在同一次装夹内切换导电墨水与敏感层浆料，避开混合集成里的导线焊点，这正是综述所说的一体化集成方向。

第三段是微流道结构。液态金属 NFC 天线依赖微通道，通道本身可用可牺牲材料直写后去除，比软光刻更适合快速验证不同通道截面对拉伸极限的影响。

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