黑科技!新型電子皮膚,可自行修復可循環利用

2021-01-09 健康界

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相信很多人都看過電影《終結者》，裡面有個場景，大BOSS被槍擊後，皮膚竟然幾秒鐘就能痊癒如初。如今，這項「黑科技」幾乎已變成現實，雖然沒有電影裡那般玄幻，但科學家發明的這種「電子皮膚」可塑性好，能夠自我修復且完全可回收。

圖片來源：Jianliang Xiao / University of Colorado Boulder

皮膚作為人體最大的器官，不僅保護著我們的內部組織和器官，還提供了溫度的感覺、壓力、振動和觸覺。受到天然皮膚創面癒合能力的啟發，科羅拉多大學博爾德分校（CU Boulder）的研究人員找到了可治癒的電子皮膚。相關論文發表在《Science Advances》雜誌上。

電子皮膚（e-skin），是一種薄的半透明材料，可以模擬人的皮膚功能和機械性能。隨著研究人員在醫學、科學和工程等不同領域認識到它的價值，世界各地的實驗室正在開發多種不同類型和尺寸的可穿戴電子皮膚。

這項研究的負責人、CU Boulder化學副教授Jianliang Xiao和生物化學副教授Wei Zhang介紹說，他們研發新的電子皮膚具有測量壓力、溫度、溼度和氣流的傳感器。此外還有幾個獨特的特性，包括通過強大的共價鍵連接動態網絡聚合物（聚醯亞胺），結合銀納米粒子，可以提供更好的機械強度、化學穩定性和導電性。

「這裡的獨特之處在於，我們使用的聚醯亞胺的化學鍵允許電子皮膚在室溫下進行自我修復和完全可回收，」Xiao說，「鑑於全球每年產生數百萬噸的電子垃圾，我們電子皮膚的可回收將帶來良好的經濟和環境意義。」

DOI: 10.1126/sciadv.aaq0508

這款新型電子皮膚的另一個好處是，它可以很容易地適用於人體手臂和機器人手等彎曲表面，在不引入過度引力的情況下，施加適當的熱量和壓力。

「假設你想要一個機器人照顧一個孩子，」 Zhang說， 「在這種情況下，你可以將電子皮膚整合到可以感受到寶寶壓力的機器人手指上。」

研究人員還實現了電子皮膚的循環使用，通過將設備浸入回收溶液中，使聚合物降解成低聚物（聚合度通常低於10的聚合物）和可溶於乙醇的單體（可以連接成聚合物的小分子），銀納米粒子會沉入溶液的底部。Xiao說，再循環溶液和銀納米粒子可以用來製造新的功能性電子皮膚。

這款新型電子皮膚因其可塑性、可修復性以及可回收，預計將在機器人、假肢、健康監測和生物醫學設備上廣泛應用。

參考資料：

1）New malleable 'electronic skin' self-healable, recyclable

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