宁波材料所陈涛研究员课题组：柔肤似水-基于导电凝胶的仿生皮肤制备与应用

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受启发于人类皮肤，“仿生皮肤”是一种模拟人类皮肤力学和传感等多重功能的柔性电子器件。导电凝胶凭借其与人体皮肤相近力学性能成为仿生皮肤常用基底材料之一。宁波材料所陈涛研究员课题组总结了利用导电凝胶制备仿生皮肤的基本方法，及在多种传感器中的最新应用、作用机理，并讨论了导电凝胶作为仿生皮肤未来发展的局限和挑战。

人类皮肤可利用其遍布全身的传感器将外界变化以电信号形式通过神经系统传送大脑，是我们和外界接触交流的第一道屏障，也是帮助我们适应环境，实现多种运动功能的重要器官。例如，温度传感防止人类烫伤和冻伤，压/应力传感帮助人类更好地实现运动功能等。

受启发于人类皮肤，“仿生皮肤”是一种模拟人类皮肤力学和传感等多重功能的柔性电子器件。作为可拉伸电子器件基本组成部分，仿生皮肤在可穿戴式健康监测系统、人机交互界面、智能软机器人等多个领域中有广泛应用前景。导电凝胶具有与人体肌肉组织相近的模量，并可通过调节网络组分使其具有拉伸性、透明性、自愈合性、粘附性等辅助性能。这些与皮肤相近的功能特性使导电凝胶在仿生皮肤的开发探索中扮演着越来越重要的角色。

Macromolecular Rapid Communications最近发表了由中国科学院宁波材料技术与工程研究所李慧静博士、陈涛研究员、高国荣副研究员共同撰写综述文章 “Recent progress in bionic skin based on conductive polymer gels” (DOI: 10.1002/marc.202100480)。该综述文章系统地介绍了导电凝胶的制备方法，及其应用的最新进展。其中包括离子导电凝胶、复合导电凝胶、导电聚合物凝胶的制备过程，并详细举例介绍了导电凝胶作为压/应力传感器、位置传感器、温度传感器、多功能集成传感器的制备方法和作用机理。此外，该综述还讨论了离子凝胶目前发展的局限性，例如在透气性和透汗性方面有待提高，并不能实现定点多种传感方式集成，以及将仿生皮肤应用在闭环电路中仍然面临着很大的挑战。在将仿生皮肤投入到实际应用的过程中，这些问题的深入解决和探讨具有重要意义。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(51773215)、中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-SLH036)、浙江省自然科学基金(LY21E030013)、宁波市科技创新2025重大项目(2020Z022)、宁波市自然科学基金(202003N4359)、中德合作国际交流项目(M-0424)和王宽诚教育基金(GJTD-2019-13)等项目的支持。

论文信息：

Recent progress in bionic skin based on conductive polymer gels

Huijing Li, Guorong Gao,* Zhenyu Xu, Diane Tang, and Tao Chen*

Macromolecular Rapid Communications

https://doi.org/10.1002/marc.202100480

来源：AdvancedScienceNews

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