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 【科研摘要】

具有感應(yīng)能力的人造皮膚在可穿戴設(shè)備和軟機(jī)器人的應(yīng)用中具有巨大潛力。受人類皮膚功能的啟發(fā)，包括通過電信號感應(yīng)刺激和損傷指示的瘀傷，

最近，香港中文大學(xué)（深圳）朱世平加拿大工程院院士/張祺助理教授團(tuán)隊合成了一種離子傳導(dǎo)性和機(jī)械致變色有機(jī)水凝膠，并被證明是離子性皮膚（I皮膚）。由機(jī)械發(fā)色團(tuán)交聯(lián)的膠束組成的凝膠具有機(jī)械堅固性，可拉伸性和變形持久性，并具有較小的滯后性，并且還顯示出良好的溶劑保留性。伸長和壓縮過程中相對電阻的變化表明靈敏度較高。

在大變形下觀察到從淺黃色到類似瘀青的藍(lán)紫色的光學(xué)變化。離子導(dǎo)電有機(jī)水凝膠（如I皮膚）通過模仿各種身體挫傷場景的動作附著在人體的不同部位，展示了對機(jī)械刺激的成功感知和可視化。該作品生動地展示了一種應(yīng)變傳感器，具有可視化損傷和針對機(jī)械沖擊的損傷警告功能。I形皮膚可以潛在地用于包括假肢設(shè)備，可穿戴電子設(shè)備和智能機(jī)器人的應(yīng)用中。相關(guān)論文以題為Colorimetric Ionic Organohydrogels Mimicking Human Skin for Mechanical Stimuli Sensing and Injury Visualization發(fā)表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。

【主圖導(dǎo)讀】

圖1.模仿皮膚的I皮膚的概念和設(shè)計。（A）當(dāng)真實皮膚受到機(jī)械沖擊時，會同時產(chǎn)生電信號和光信號。（B）通過顯示電學(xué)和光學(xué)變化感測機(jī)械刺激的I皮膚有機(jī)水凝膠的示意圖。NaCl，SP和EG分別用作電解質(zhì)，機(jī)械生色團(tuán)和助溶劑。

圖2.（A）溶脹率（質(zhì)量），以及溶劑置換過程中凝膠的照片。（B）光引發(fā)劑，聚合后的水凝膠和溶脹的有機(jī)水凝膠的紫外可見光譜。（C）離子有機(jī)水凝膠在暴露于80％相對濕度的空氣下的溶劑損失。

圖3. I皮膚的有機(jī)水凝膠的特性及其對拉伸的響應(yīng)。

圖4.通過壓縮表征I皮膚有機(jī)水凝膠。

圖5. I型皮膚作為力/應(yīng)變傳感器的演示。