电子皮肤:可回收替代可穿戴设备?

由Xiao Jianliang和Wei Zhang领导的团队描述了新的“电子皮肤发表在该杂志上的一篇论文中写道科学的进步这个装置可以自我修复，就像真正的皮肤一样。它还可靠地执行一系列感官任务，从测量用户的体温到跟踪他们的每日步数。

而且它是可重构的，这意味着它可以被塑造成适合你身体任何部位的形状。“如果你想把它当手表戴，你可以把它戴在手腕上，”科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)保罗·m·雷迪机械工程系的副教授肖说。“如果你想把它当项链戴，可以把它戴在脖子上。”

他和他的同事们希望他们的发明将有助于重新想象可穿戴设备的功能。该组织称，总有一天，这种高科技皮肤可以让人们收集有关自己身体的准确数据，同时减少世界上激增的电子垃圾。”聪明的手表虽然它们的功能很好，但它们永远是乐队中的一大块金属，”化学系教授张说。“如果我们想要一个真正的可穿戴设备，理想情况下，它应该是一种可以舒适地贴到你身上的薄膜。”

伸出

这些轻薄舒适的电影长期以来一直是科幻小说的主要题材。图为《终结者》系列电影中阿诺德·施瓦辛格脸部皮肤脱落的场景。“我们的研究正朝着这个方向发展，但我们还有很长的路要走，”张说。然而，他的团队的目标是机器人和人类。研究人员之前描述了他们的设计电子皮肤在2018年。但是他们最新版本的技术在概念上做了很多改进——首先，它更具弹性，更不用说功能性了。

为了制造这种有弹性的产品，肖和他的同事们使用丝网印刷技术制造了一个液态金属丝网。然后他们将这些电路夹在两层薄膜之间，这两层薄膜由一种叫做聚亚胺的高度柔韧性和自愈性材料制成。最终的装置比创可贴略厚，可以加热后贴在皮肤上。它还可以在不干扰内部电子设备的情况下向任何方向拉伸60%。肖说:“这真的很有弹性，它提供了很多以前没有的可能性。”

该团队的电子皮肤可以做很多与fitbit等流行的可穿戴健身设备相同的事情:可靠地测量身体的临时状态、心率、运动模式等。

更少的浪费

阿诺德可能想要注意:该团队的人造表皮也非常有弹性。张说，如果你切一块电子皮肤，你所要做的就是把破损的部分捏在一起。几分钟之内，将多亚胺材料连接在一起的化学键将开始重组。在13分钟内，损坏将几乎察觉不到。“这些纽带帮助形成了跨越边界的网络。然后它们开始一起成长。”“这与皮肤愈合类似，但我们在这里讨论的是共价化学键。”

肖补充说，这个项目也代表了一种制造电子产品的新方法——一种对地球更好的方法。据估计，到2021年，人类将生产超过5500万吨的废弃智能手机、笔记本电脑和其他电子产品。

然而，他的团队设计的弹性装置可以跳过垃圾填埋场。如果你把这些贴片浸泡在回收液中，聚酰亚胺会解聚，或分离成其组成分子，而电子元件则沉入底部。电子产品和有弹性的材料都可以再利用。肖说:“我们对电子垃圾的解决方案是从如何制造电子设备开始，而不是从终点开始，或者当它已经被扔掉的时候。”“我们想要一个容易回收的设备。”

该团队的电子皮肤距离真正的皮肤还有很长的路要走。目前，这些设备仍然需要连接到外部电源才能工作。但是，肖教授说，他的团队的研究暗示，电子皮肤可能很快就会成为未来的时尚潮流。“我们还没有意识到所有这些复杂的功能，”他说。“但我们正朝着这一设备功能迈进。”