智能皮膚：造福醫學界與智能界的神級裝備

何為智能皮膚？

「智能皮膚」是一種有望代替醫院監護儀器的超薄電子裝置，主要部分由感應器、電子元件、電源及發光元件組成，這些元件被壓縮到厚度僅有一根頭髮粗細的超薄層中。

它可像紋身一樣附著於皮膚上，測量心率和其他生命體徵，還可用做電子繃帶加速傷口癒合、甚至還可為假肢裝置帶來觸覺。未來有望取代醫院監護儀。

智能皮膚，其具有的力學性質與自然皮膚的力學性質有著良好匹配。經測試，智能皮膚可在受試者上肢、頸部、前額、臉頰及下顎上工作24個小時而不刺激皮膚，該裝置測得的受試者大腿肌肉和心臟等相關活動信號，與用常規笨重電極、導電凝膠等所測得的信號吻合。

美國研究進展

芝加哥西北大學的材料科學工程(materials science and engineering)教授約翰·羅傑斯(John Rogers)稱其外型為一套超薄可伸縮並且靈活的傳感器，可直接貼在皮膚上並隨其移動。在《金融時報》的報導中羅傑斯說：「可伸縮的電子設備讓我們能夠觀察人體內的變化，這是傳統可穿戴設備無法實現的技術。」

這項技術很快便將在職業隊得以試用，MLB西雅圖水手隊會在今年春季訓練中使用，通過觀察球員出汗狀態檢驗日常訓練的效果。同時，美國空軍也正在對現役飛行員進行測試。

汗液通過微觀通道滲透進設備內部不同的間隔，觸發各種化學反應並呈現不同色彩，從而反應汗液中的電解質和蛋白質濃度隨運動發生了怎樣的變化。

羅傑斯向《金融時報》表示：「人們希望知道他們是否在流失氯化物。這項技術可以通過設備可視化他們希望得到的數據。」

另外一項來自西北大學實驗室的可拉伸設備則佩戴於在家康復的中風患者喉嚨上，以測量試驗者的吞咽能力和語言模式。羅傑斯表示，這些設備可以檢測聲帶的振動：「喉嚨上的皮膚十分敏感，不過目前只有佩戴在這一部位才能使用。我們為傳感器開發的新型材料能夠彎曲並拉伸，儘可能減少患者的不適。」

喉部傳感器的數據通過傳輸到電子儀錶板，在患者指標表現不佳時及時作出反應。

日本研究進展

在美國科學發展協會的大會上，還有一支來自東京大學的團隊，這支由工程學教授Takao Someya領銜的團隊，帶來了一款可以顯示心跳移動波形的電子皮膚。

Takao Someya教授說：「我們的智能皮膚可以展示簡單的運動圖像。它由輕薄而柔軟的材料製成，所以可以自由變形。」

這種智能皮膚的延展性極強，伸展長度可以達到原始長度的45%。

這種電子皮膚未來可能會用於監測患病嬰兒。「就像一個母親輕輕撫摸寶寶的額頭，」Takao Someya教授說，「這種監測儀器可以精確監測體溫，通過智慧型手機即可讀取數據。」

不過，在Takao Someya教授看來，除了將智能監測器貼在嬰兒皮膚上讀取數據，還有一個方法能了解幼兒的體溫等一些列健康參數。

「你覺得嬰兒會更喜歡什麼呢？母親的撫摸對寶貝很重要，這能傳遞來自母親的關懷。」

中國研究進展

中科院北京納米能源與系統研究所張弛研究員和王中林院士領導的科研團隊研發了一種可拉伸的摩擦電-光智能皮膚（STPS），它能為機械手提供多維度的觸覺和手勢傳感。STPS基於仿生皮膚褶皺的光柵結構薄膜，可以在不同的橫向拉伸應變下表現出可調的聚集誘導發光（AIE）。

同時，也可以作為摩擦納米發電機（TENG），將開路電壓用於縱向壓力傳感，並且在不同的拉伸條件下壓力傳感特性保持穩定。通過將STPS集成在機械手上作為共形的覆蓋層，STPS表現出了多維度的觸覺傳感和手勢翻譯特性。這種耦合了摩擦電與光激發的多功能傳感終端，將在人機互動、軟體機器人和人工智慧等領域有著廣泛的應用前景。

看完中美日目前對智能皮膚的研究進展，似乎只要get到這套神級裝備，咱們的身體智能本能了。

但是目前智能皮膚幾乎都處於研究階段，市面上還是少之又少。

耀隆化工作為一家新材料研發與生產單位，一直致力於為高科技產業獻上自己微不足道的力量。

智能皮膚，作為一種附著於人體皮膚上的裝備，勢必對抗菌性能要求極高，才會避免出現各類感染問題。耀隆化工產磷酸鋯材料，可作為銀離子載體合成載銀磷酸鋯，其抗菌性能高達99%，

希望有機會能為智能皮膚研究發展起到正向作用。同時，磷酸鋯近年發展起來的一種新型多功能介孔材料，具有能耐高溫與酸鹼，結構穩定，具備良好的離子交換特性。可應用在智能皮膚研究上，提高產品的力學性能等。