E-skin有着广阔的未来

电子皮肤,或电子皮肤，可能在下一代中扮演重要角色假肢，个性化医疗，柔软的机器人和人工智能．“理想的电子皮肤将模仿人类皮肤的许多自然功能，比如实时准确地感知温度和触觉，”KAUST的博士后蔡宜辰(音译)说。然而，要制造出具有适当柔性的电子产品，既能完成如此精密的任务，又能承受日常生活的颠簸和摩擦，是一项挑战，而且所涉及的每一种材料都必须精心设计。

大多数电子皮肤是通过分层的活动纳米材料(传感器)在有弹性的表面上，附着在人体皮肤上。然而，这些层之间的连接往往太弱，这降低了材料的耐久性和敏感性;或者，如果它太强，灵活性就会受到限制，使其更有可能破裂和破坏电路。“皮肤电子产品的前景正以惊人的速度变化着，”蔡说。“2D的出现传感器是否加速了整合这些原子级薄、机械强度高的物质的努力材料变成功能性，耐用的人造皮肤。”

蔡和他的同事沈杰领导的研究小组现在利用电子皮肤制造出了一种耐用的电子皮肤水凝胶加强与硅纳米粒子作为一个强大的和有弹性的衬底和一个二维碳化钛MXene作为传感层，结合在一起的高导电纳米线。“水凝胶中70%以上是水，这使得它们与人体皮肤组织非常相容，”沈解释说。通过向各个方向预拉伸水凝胶，涂上一层纳米线然后小心地控制其释放，研究人员创建了通往传感器层的导电通道，即使将材料拉伸到原来的28倍大小，这些通道也保持完好。

他们的原型电子皮肤可以感知20厘米外的物体，在不到十分之一秒的时间内对刺激作出反应，当用作一个压力传感器他能辨认出上面的笔迹。在5000次变形后，它仍能很好地工作，每次恢复大约四分之一秒。“电子皮肤在反复使用后仍能保持韧性，这是一个惊人的成就，”沈说，“它模仿了人类皮肤的弹性和快速恢复。”

这样的电子皮肤可以监测一系列的生物信息，比如血压它可以从动脉的振动到四肢和关节的运动中检测到。这些数据可以通过Wi-Fi共享并存储在云上。“电子皮肤广泛应用的一个障碍是扩大高分辨率传感器的规模，”该小组的负责人Vincent Tung补充说;“然而,激光辅助加法制造提供了新的承诺。”

蔡补充说:“我们展望了这项技术超越生物学的未来。”“有一天，可伸缩的传感器带可以监测无生命物体的结构健康状况，比如家具和飞机。”

这项研究发表在科学的进步．