【導讀】一段軟質材料被刀割破，室溫條件下放置一小時後

，經測試，其力學性能可恢複至原始狀態的91%……jinri，zhongguokexueyuanningbocailiaojishuyugongchengyanjiusuoshengwujigaofenzicailiaotuanduiyuhanguohanyangdaxueyijihanguozhongnandaxuedekeyantuanduigongtonghezuo，kaifachuyizhong“超靈敏且可自我修複的離子皮膚”。相關論文在線發表於《自然·通訊》。

一段軟質材料被刀割破，室溫條件下放置一小時後
，經測試

，其力學性能可恢複至原始狀態的91%……jinri，zhongguokexueyuanningbocailiaojishuyugongchengyanjiusuoshengwujigaofenzicailiaotuanduiyuhanguohanyangdaxueyijihanguozhongnandaxuedekeyantuanduigongtonghezuo
，kaifachuyizhong“超靈敏且可自我修複的離子皮膚”。相關論文在線發表於《自然·通訊》。

“這項研究成果模擬了類似生物觸覺細胞的離子信號傳輸係統，根據力的變化控製離子導體內部的離子分布，最大限度地提高觸覺感知。”論文通訊作者、中(zhong)科(ke)院(yuan)寧(ning)波(bo)材(cai)料(liao)所(suo)應(ying)鄔(wu)彬(bin)副(fu)研(yan)究(jiu)員(yuan)介(jie)紹(shao)
，非(fei)常(chang)有(you)意(yi)義(yi)的(de)是(shi)，它(ta)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)同(tong)時(shi)恢(hui)複(fu)傷(shang)口(kou)和(he)觸(chu)覺(jiao)功(gong)能(neng)的(de)離(li)子(zi)皮(pi)膚(fu)技(ji)術(shu)的(de)新(xin)概(gai)念(nian)，可(ke)用(yong)於(yu)人(ren)類(lei)義(yi)肢(zhi)皮(pi)膚(fu)或(huo)者(zhe)機(ji)器(qi)人(ren)皮(pi)膚(fu)，尤(you)其(qi)是(shi)應(ying)用(yong)於(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)領(ling)域(yu)中(zhong)的(de)人(ren)機(ji)接(jie)口(kou)。

受人類皮膚感知結構的啟發
，國內外科學家此前曾開發出若幹種具有離子傳輸機製的離子皮膚，並應用於遙控器、傳感器等機械設備。相關材料雖然具有高抗幹擾性

、出色的空間分辨率以及對靜態和動態刺激的響應能力，但容易受到持續磨損
，引起意外機械損傷，導致功能中斷或設備壽命減少。

離子皮膚的設計概念設計：由離子動力學產生的動作電位刺激和動態二硫鍵的鍵交換效應模擬人體皮膚的外力感知和自愈合功能 科研團隊供圖

是否可以參照人類皮膚

，賦予離子皮膚自我修複能力
，從而確保相應設備的穩定性和使用壽命

？

應鄔彬介紹

，電子皮膚2021年的市場規模為63億美元
，市場預計年複合增長率為21.1%。離子皮膚是電子皮膚的下一代產品，目前還處於研發階段。

ciciyanjiuzhong，lianhetuanduigenjuchujiaoxibaodejixiecijixiangyingyuanli，monizhenshirentipifudeziyugongnengheshengwulizixinhaochuandijizhi，shejihechengleyizhonghanyoudongtaierliujiangongnengjituanhelvqudaijidexinxingresuxingjuanzhicailiao。

在zai此ci基ji礎chu上shang，他ta們men以yi離li子zi液ye體ti作zuo為wei信xin號hao傳chuan輸shu介jie質zhi，填tian充chong入ru這zhe一yi熱re塑su性xing聚ju氨an酯zhi材cai料liao後hou，開kai發fa出chu了le新xin型xing的de離li子zi導dao體ti，並bing以yi銀yin納na米mi線xian為wei柔rou性xing電dian極ji
，聚ju氨an酯zhi為wei封feng裝zhuang材cai料liao
，組zu裝zhuang成cheng目mu標biao離li子zi皮pi膚fu。

“動(dong)態(tai)二(er)硫(liu)鍵(jian)具(ju)有(you)鍵(jian)交(jiao)換(huan)作(zuo)用(yong)


，哪(na)怕(pa)在(zai)室(shi)溫(wen)下(xia)也(ye)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)。材(cai)料(liao)出(chu)現(xian)破(po)損(sun)時(shi)，鍵(jian)交(jiao)換(huan)作(zuo)用(yong)會(hui)拉(la)近(jin)分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)距(ju)離(li)並(bing)讓(rang)其(qi)重(zhong)新(xin)堆(dui)疊(die)在(zai)一(yi)起(qi)，宏(hong)觀(guan)上(shang)也(ye)就(jiu)表(biao)現(xian)出(chu)自(zi)愈(yu)合(he)的(de)現(xian)象(xiang)，靈(ling)敏(min)的(de)觸(chu)覺(jiao)功(gong)能(neng)也(ye)可(ke)以(yi)隨(sui)著(zhe)傷(shang)口(kou)愈(yu)合(he)而(er)恢(hui)複(fu)。” 應(ying)鄔(wu)彬(bin)介(jie)紹(shao)，通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)刺(ci)激(ji)改(gai)變(bian)氯(lv)取(qu)代(dai)基(ji)與(yu)離(li)子(zi)液(ye)體(ti)之(zhi)間(jian)可(ke)逆(ni)的(de)離(li)子(zi)偶(ou)極(ji)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)，能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)即(ji)時(shi)電(dian)容(rong)和(he)初(chu)始(shi)電(dian)容(rong)的(de)差(cha)值(zhi)
，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)。

“這項工作是之前‘仿真肌肉’工作的進階，更接近人體的感受機製
，離柔性的人機接口更近了一步。”應鄔彬介紹。

此前
，中科院寧波材料所生物基高分子材料團隊曾開發過一種新型聚氨酯（DA-PU）材料，即“仿真肌肉”
，適合用作可拉伸電子產品的彈性基體
，可確保電子器件在複雜環境下仍能穩定工作。不過，“仿真肌肉”沒有用到離子傳輸機製，而是用到電子傳輸機製。電子和人體的離子不匹配
，在人體的應用上有局限。

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