改善面部健康状况对于所有年龄段人群都具有重要意义。光动力是一种新兴非侵入性技术，利用光动力效应可进行疾病诊断和治疗。中国科学院力学研究所苏业旺研究员团队联合中国科学院北京纳米能源与系统研究所杨亚研究员团队和大连理工大学工程力学系李锐教授团队设计并制备了一种新型的光动力可拉伸电子面膜（SEFMPT），它集成了红-蓝-绿三色LED阵列，具备便携、照度均匀和解放双手等优点，实现了皮肤抗衰老、痤疮治疗和皮肤美白等多重功能。该研究为光动力技术和可穿戴电子技术的发展提供了一种新思路，研究成果近期以“Stretchable electronic facial masks for photodynamic therapy”为题发表在国际期刊《纳米能源》（Nano Energy）上。

作为一个对人脸进行光动力治疗的平台，SEFMPT（图1）可以集成各类传感器。作为演示，该研究将光动力功能组件(红-蓝-绿LED阵列)加以集成，用于伤口愈合、消炎和皮肤美白。为了使SEFMPT具有较高的力学、热学和电学性能，作者提出一种新颖的分片单面软压(PSSP)封装技术（图2）和一种非常规的加厚多层有机无机复合材料蛇形连线设计（图3）。通过皮肤纤维细胞(HSF)实验验证了SEFMPT的治疗效果（图4），表明SEFMPT在皮肤治疗方面具有巨大的潜力。该研究不仅具有重要的学术意义，而且具有良好的产业化应用潜力。

论文共同第一作者为中国科学院力学研究所张丽娟博士和中国科学院动物研究所蒋笑笑博士，通讯作者为中国科学院力学研究所苏业旺研究员、中国科学院北京纳米能源与系统研究所杨亚研究员和大连理工大学工程力学系李锐教授。该工作得到国家自然科学基金和中国科学院基金项目的支持。

图1. SEFMPT外观与机理。a) SEFMPT的外观及佩戴方式；b) 三色灯独立控制；c) SEFMPT分层视图，包括顶部的硅酮封装层，中间的可拉伸岛桥网格结构层以及底部的硅酮封装层；d) SEFMPT的关键可拉伸岛桥网格结构图，e) 为每层的局部放大图；f) 三色光治疗的作用机制

图2 SEFMPT的制作。a) 封装前的制作工艺；b) SEFMPT分区以进行PSSP封装；c) PSSP封装展开视图和d) 封装过程；e) PSSP封装后的SEFMPT

图3. SEFMPT的大变形。a) 拉伸，b) 弯曲，c) 扭曲；d) 单层Cu和Cu-PI复材结构的力-加载应变曲线；e) 单轴拉伸至100%和90%应变时Cu-PI复材结构的应变分布；f) 单轴水平和垂直拉伸时器件对人体皮肤的相对拉伸刚度；g) 两种不同截面尺寸下典型蛇形Cu连线中的温度分布；h) 环境温度为20℃、输入1A电流10min时SEFMPT内部温度分布

图4. SEFMPT三色光照射对皮肤护理的影响。红光效应：a) MTT法测定HSFs活性；b) HSFs的ERK磷酸化水平；c) HSFs的流式细胞术分析；d)皮肤抓伤后的HSFs迁移。蓝光效应：e-h) 初始菌落数分别为10⁴、10⁵、10⁶和10⁷下的痤疮丙酸杆菌存活率。绿光效应：i) 酶标仪测定的黑色素水平；j) 黑素细胞活力；k) 酪氨酸酶活性。l) 酪氨酸酶的表达

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109407）