[caption id="attachment_38755" align="aligncenter" width="900"] 助理教授tee（后排，右）和他的团队创造了一种透明的电子皮肤，可以在潮湿和干燥的环境下自我修复。[/caption]

新加坡国立大学（Nus）的一组科学家在水母的启发下，创造出一种新的电子皮肤，这种类似皮肤的材料具有导电性、透明性，在空气中或水下都能自我修复。这种新型材料具有广泛的用途，从防水触摸屏到旨在模仿生物组织的软机器人。

美国国立大学工程学院材料科学与工程系的助理教授本杰明·特伊和他的团队与清华大学和加利福尼亚河滨大学的合作者一起开发了这种材料。

八名研究人员组成的团队花了一年多的时间开发这种材料，其发明于2019年2月15日首次在《自然电子学》杂志上发表。

应用广泛的透明和防水自愈材料

tee教授多年来一直致力于电子皮肤的研究，他是2012年开发出第一个自我修复电子皮肤传感器的团队的一员。

他在这一研究领域的经验使他发现了自我修复电子皮肤还没有克服的关键障碍。”他说：“如今许多自愈材料面临的挑战之一是它们本身不透明，而且在潮湿的环境中也不能有效工作。”这些缺点使得它们在电子应用中不太有用，例如触摸屏，通常需要在潮湿的天气条件下也可以正常使用。”

他继续说，“考虑到这个问题，我们开始研究水母——它们是透明的，能够感知潮湿的环境。因此，我们想知道，我们如何制作一种能够模仿水母耐水性的人造材料，同时又能对触觉敏感。”



他们成功地创造了一种由含氟聚合物的含氟离子液体组成的凝胶。当结合在一起时，聚合物网络通过高度可逆的离子偶极相互作用与离子液体相互作用，从而使其自我修复。

在阐述这种结构的优点时，助理教授Tee解释道：“大多数导电聚合物凝胶，如水凝胶，在水下或在空气中随时间变干时会膨胀。使我们的材料与众不同的是，它可以在潮湿和干燥的环境中保持其形状。它在海水中甚至在酸性或碱性环境中也能很好地工作。”

下一代软体机器人

电子皮肤是通过将新材料印刷到电子电路中而产生的。作为一种柔软、可拉伸的材料，其导电性能在接触、挤压或拉伸时会发生变化。”然后我们可以测量这种变化，并将其转换成可读的电信号，以创建大量不同的传感器应用，”助理教授tee补充说。

“我们研究的材料具备3D打印能力，也显示了创造完全透明电路板的潜力，可用于机器人应用。我们希望这种材料可以用于开发新兴类型的软体机器人的各种应用，”同样来自美国国立大学电气和计算机工程系以及美国国立大学生物医学全球健康研究与技术研究所（Bighart）的助理教授Tee补充说。

软体机器人和一般的软电子产品都是为了模仿生物组织，使它们更符合人机交互的机械要求。除了传统的软体机器人应用之外，这种新型材料的防水技术还使两栖机器人和防水电子产品的设计成为可能。



这种自我修复的电子皮肤的另一个优点是它有可以减少浪费。助理教授Tee解释说：“每年全球都会产生数百万吨来自手机、平板电脑等的电子垃圾。未来，我们希望创造一个由智能材料制成的可以自我修复的电子设备能，以减少世界上电子废物的数量。”

未来

助理教授tee和他的团队将继续他们的研究，并希望在未来探索这种材料的进一步可能性。他说：“目前，我们正在利用这种材料的综合性能制造新型光电器件，这种器件可用于许多新的人机通信接口。”