新的可塑性电子皮肤可自行修复 可回收利用

科罗拉多大学博尔德分校的研究人员开发出一种新型可塑性，自我修复和完全可回收的“电子皮肤”，其应用范围从机器人和假肢开发到更好的生物医学设备。

电子皮肤，称为电子皮肤，是一种薄的半透明材料，可以模仿人体皮肤的功能和机械性能。目前，世界各地的实验室正在开发许多不同类型和尺寸的可穿戴电子皮肤，因为研究人员认识到它们在各种医学，科学和工程领域的价值。

新的CU Boulder e-skin具有嵌入式传感器，用于测量压力，温度，湿度和气流，助理教授Xiao Jianliang，负责CU Boulder化学和生物化学副教授Wei Zhang的研究工作。它具有几种独特的性质，包括一种新型的共价键合动态网络聚合物，称为聚亚胺，其与银纳米粒子结合以提供更好的机械强度，化学稳定性和导电性。

“这里的独特之处在于，我们使用的聚亚胺的化学键合使得e-skin能够在室温下自我修复和完全可回收，”肖说。“鉴于全球每年产生数百万吨电子废物，我们的电子皮肤的可回收性具有良好的经济和环境意义。”

关于这一主题的论文今天发表在Science Advances杂志上。该研究的共同作者包括机械工程的Zhanan Zou和Yan Li以及化学和生物化学的Chengpu Zhu和Xingfeng Lei。该研究部分由国家科学基金会资助。

张说，许多人都熟悉电影“终结者”，其中电影的主要反派皮肤在射击，殴打或碾压后几秒钟“重新愈合”。虽然新工艺并不那么引人注目，但切割或破损的电子皮肤(包括传感器)的愈合是通过使用三种市售化合物在乙醇中的混合来完成的，他说。

新型CU Boulder e-skin的另一个好处是，它可以很容易地适应弯曲的表面，如人的手臂和机器人的手，通过施加适度的热量和压力，而不会引入过多的压力。

“让我们说你想要一个机器人来照顾婴儿，”张说。“在这种情况下，你会将电子皮肤整合到可以感受到婴儿压力的机器人手指上。我们的想法是尝试用具有所需功能的电子皮肤模仿生物皮肤。”

为了使皮肤再循环，将该装置浸泡到再循环溶液中，使聚合物降解成低聚物(聚合度通常低于10的聚合物)和可溶于乙醇的单体(可以连接在一起成为聚合物的小分子)。银纳米颗粒沉到溶液的底部。

“再循环的溶液和纳米粒子可用于制造新的功能性电子皮肤，”肖说。