上海交大颜徐州研究员和斯坦福大学鲍哲南教授团队合作综述：基于超分子聚合物材料电子皮肤的研究进展

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上海交通大学颜徐州研究员和美国斯坦福大学鲍哲南教授团队合作，系统地总结了基于超分子聚合物材料电子皮肤的研究进展。该综述重点介绍了将电学活性超分子聚合物材料应用于电子皮肤的三种主要元件（导体、半导体和介电层）的最新成就，包括设计原则、改进方法、主要优势及可实现的应用性能（获得抗撕裂、可拉伸、自修复和生物可降解）等等。总结了利用超分子聚合物的刺激响应性，可降解性和可回收性对高纯度sc-单壁碳纳米管进行分类最新报道，简要介绍了它们在可拉伸电子产品中的应用。汇总了将这些具有固有拉伸性和自愈性的关键电子元件集成到多功能电子皮肤系统的最新进展。

近年来，具备感觉和触觉，与人体皮肤一样能感知不同外界压力，畅通传导触觉信号的超仿真皮肤——电子皮肤因其巨大的应用潜力而备受关注。如何在保证电子皮肤在具备良好电学性能的同时，还能够兼具柔韧性、可拉伸性等性能，以此来适应人体在运动过程中使电子器件发生不同程度的形变是电子皮肤面临的重大挑战。2017年，美国斯坦福大学鲍哲南教授团队创造性地开发出一种导电性和拉伸性俱佳的高分子材料，可用于可拉伸塑料电极，为人造电子皮肤更接近人类皮肤赋予重要意义。利用具有电学活性和力学自适性的超分子聚合物材料（SPMs）作为构筑单元成为实现电子皮肤研究的重要方向。这类材料的优势在于将动态化学键引入到高分子体系中，实现类似皮肤的固有机械性能（如柔韧性和自修复性），并可以通过化学合成和物理共混的方法调节其电学性能。因此，超分子聚合物材料及其复合材料在未来电子皮肤的发展中具有广阔的应用前景。

在CCS Chemistry2019年第四期中，上海交通大学颜徐州研究员和美国斯坦福大学鲍哲南教授团队合作，系统地总结了基于超分子聚合物材料电子皮肤的研究进展。该综述重点介绍了将电学活性超分子聚合物材料应用于电子皮肤的三种主要元件（导体、半导体和介电层）的最新成就，包括设计原则、改进方法、主要优势及可实现的应用性能（获得抗撕裂、可拉伸、自修复和生物可降解）等等。总结了利用超分子聚合物的刺激响应性，可降解性和可回收性对高纯度sc-单壁碳纳米管进行分类最新报道，简要介绍了它们在可拉伸电子产品中的应用。汇总了将这些具有固有拉伸性和自愈性的关键电子元件集成到多功能电子皮肤系统的最新进展。

最后，该文章指出，在过去的十年中，超分子聚合物材料的应用逐渐开启了了电子皮肤的各种功能，例如柔韧性，可拉伸性，顺应性，自我修复和抗撕裂特性以及感觉能力。此外，还实现了其他新兴特性，包括可植入性，可降解性和可回收性。尽管如此，在应用于现实应用之前，仍然需要克服一些限制和挑战。例如，稳定性不够、器件制造过程中固有的缺陷等等。但不可否认，新材料合成和新器件制造为超分子化学开辟了全新的途径，通过新型超分子聚合物设计与先进设备制造之间的协同作用，制作具有刺激响应性、可穿戴、可植入，可降解和可回收的消费类电子产品将更接近于现实。

该综述被选为CCS Chemistry2019年第四期封面文章。作者感谢上海市东方学者计划和上海交通大学科研启动资金的资助。

文章详情：

Skin-Inspired Electronics Enabled by Supramolecular Polymeric Materials

Kai Liu, Yuanwen Jiang, Zhenan Bao*, and Xuzhou Yan* 

DOI: 10.31635/ccschem.019.20190048

Cite this: CCS Chem. 2019, 1, 431-447

https://doi.org/10.31635/ccschem.019.20190048

来源：中国化学会

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