人工皮膚的案例
《自然·通訊》仿生變色龍軟機器人，具有人工隱匿和破壞性著色皮膚！
在完整的設備級別開發人工偽裝仍然是一項極具挑戰性的任務，特別是在通過高分辨率偽裝圖案實現更先進和更自然的偽裝特性的目標下。最近，
漢陽大學
Sukjoon Hong
教授
和首爾國立大學
Seung Hwan Ko
教授
團隊
的策略是
將熱致變色液晶層與垂直堆疊的、圖案化的銀納米線加熱器集成在多層結構中，以通過疊加加熱器引起的溫度分布來克服傳統橫向像素化方案的局限性。
圖
1：能夠生成具有 RGB 著色的多種皮膚圖案的多層 ATACS。a
）
多層 ATACS 的數字圖像及其帶有垂直堆疊圖案加熱器層的底部圖像。
b
）
多層 ATACS 的配置：TLC 涂覆在黑色墨水層上。Ag NWs 滲透網絡加熱器堆疊在 cPI 薄膜上，并通過紫外激光燒蝕工藝進行圖案化。
c
）
Ag NW 加熱器通過焦耳加熱機制產生熱量。
d
）
其銀的 EDS 圖像橫截面的 SEM 圖像。比例尺為 5
μ
m。
e
）
CIE 1931 ATACS 色度圖及其在 25.5、28 和 36 °C 下的實際圖像。
f
）
ATACS 的著色性能取決于各種直流電壓。
g
）
具有 7 個多層高度靈活 ATACS 貼片的變色龍模型。
h
）
在變色龍模型上演示多層 ATACT 補丁。
插圖是一個真正的變色龍，全彩。
同時，
該研究利用銀納米線網絡的溫度依賴性電阻作為主動控制系統的過程變量，解決了熱致變色偽裝方案的弱點
。
展開 ：具有阻燃報警功能的蠶絲納米纖維基離子導體皮膚
近年來，高仿真機器人技術發展迅猛，實際應用過程中可能會遇到一些火情的隱患，具有阻燃防護功能的人工皮膚顯示出特定場景下的重要應用潛力。同時，若人工皮膚在對內部器件進行保護的同時，還可對所外界高溫刺激進行響應，實現預警反饋與動作上的有害刺激規避，則賦予這類人工皮膚更大的應用價值。上海科技大學凌盛杰課題組和合作者以蠶絲蛋白的高含鹽溶液及石墨烯為基本原料，采用一種高效的氣流輔助靜電紡絲方法，制備出了具有優異阻燃效應和火情預警功能的蠶絲納米纖維/石墨烯多功能電子皮膚。近日，該成果以“Electro-Blown Spun Silk/Graphene Nano-Ionotronic Skin for Multifunctional Fire Protection and Alarm”為題，發表在Advanced Materials期刊上。
納米纖維材料因其具備的可設計行強、透氣性好、可穿戴性能好等特點而在電子皮膚制備中受到廣泛關注。通常使用的靜電紡絲方法容易受到溶液導電性的影響，從而使得生產效率較難進一步提升。因此，研究團隊在電紡絲的基礎上，通過加入氣流輔助對紡絲射流進行強行糾偏與牽伸，從而實現了絲蛋白納米纖維的高速制備，其紡絲效率為同等條件下靜電紡絲的5-10倍。同時，作者選擇了環境友好、加工性好及物理機械性能可調節的絲蛋白作為主體材料，通過在紡絲過程中引入石墨烯和鈣離子實現材料的環境響應靈敏度與阻燃性的增強。最終可快速制備具有多級結構的絲蛋白納米纖維膜（圖1）。
展開 具有感應功能的皮革用于多功能電子皮膚
【背景介紹】
皮膚是人體最大的器官，是保護內部器官的物理屏障，并擁有神經網絡來感知環境（溫度、壓力、振動等）刺激。在生活中，人不可避免的會受到外傷（戰爭、自然災害等），損壞皮膚，因而人工皮膚在前期的肢體保護和后期的仿真修復都具有很大現實意義。電子皮膚是一種模仿人體皮膚功能的人工皮膚。研發出能夠模仿甚至超越人類皮膚的電子皮膚對于醫學診斷、仿生假肢以及人工智能的研究都至關重要。例如，鮑哲南團隊通過引入微結構聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜，使獲得的電子皮膚具有前所未有的靈敏度和快速的響應時間。雖然PDMS具有良好的生物相容性，但是它具有不透氣的缺點，因此不適合人長時間穿戴。同時，柔韌性是電子皮膚模擬人體皮膚機械性能的關鍵因素。其中Rogers團隊通過將松散的蛇紋石納米帶與彈性體基底相結合，將傳統的脆性材料轉化為高度柔韌、可拉伸和高性能的電子皮膚?？梢娡ㄟ^合理地設計和集成，電子皮膚是可以實現甚至超越真實皮膚的性能。
眾所周知，皮革是從動物皮膚獲得的傳統天然材料，同時擁有皮膚的復雜結構。通過傳統的皮革工藝，可以使皮革恢復類似皮膚的柔性，但皮革的重要的感知能力仍未開發。盡管Rogers團隊使用PDMS作為粘合劑將硅器件粘合在皮革上，但他們僅將其作為簡單的基底處理，而忽略了皮革結構和性能的優點。皮革的多級結構使其易于擔載其它材料，具有制備高性能電子皮膚的潛能。通過將皮革與多樣化、功能化的納米材料相結合，可以使這一“死了的皮膚”，“起死回生”重新賦予它類似皮膚，甚至超越皮膚的功能。
【成果簡介】
最近，西北工業大學的黃維院士、南京工業大學的霍峰蔚教授和四川大學的黃鑫教授（共同通訊作者）等報道了一種簡單的、可設計的皮革電子皮膚。
展開 具有感應功能的改性皮革用于多功能電子皮膚
【背景介紹】
皮膚是人體最大的器官，是保護內部器官的物理屏障，并擁有神經網絡來感知環境（溫度、壓力、振動等）刺激。在生活中，人不可避免的會受到外傷（戰爭、自然災害等），損壞皮膚，因而人工皮膚在前期的保護免受傷害和后期的仿真修復都具有很大現實意義。而電子皮膚是一種模仿的人體皮膚功能的人工皮膚。在人工智能研究領域中，研發出能夠模仿甚至超越人類皮膚的電子皮膚對于醫學診斷和仿生假肢都至關最要。例如，鮑哲南團隊通過引入微結構聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜，使獲得的電子皮膚具有前所未有的靈敏度和短的響應時間。雖然PDMS具有良好的生物相容性，但是它具有不透氣的缺點，因此不適合人長時間穿戴。同時，柔韌性是電子皮膚模擬人體皮膚機械性能的關鍵因素。其中Rogers團隊通過將松散的蛇紋石納米帶與彈性體基質相結合，將傳統的脆性材料轉化為高度柔韌、可拉伸和可表現的電子皮膚。可見合理地集成不同功能的電子皮膚是可以實現甚至超越真實皮膚的性能。
眾所周知，皮革是從動物皮膚獲得的傳統天然材料，同時擁有皮膚的復雜結構。雖然傳統皮革的感知能力處于剝離狀態，但是可以恢復真皮的重要功能——敏感性。盡管Rogers團隊使用PDMS作為粘合劑將硅器件粘合在皮革上，但他們僅是將其作為簡單的基材處理，而忽略了皮革結構和性能的優點。由于皮革的層次結構使其易于裝載其他材料，所有皮革是作為制造高性能電子皮膚的潛在候選者。通過將不同的功能材料與皮革相結合制造出的新皮革，讓“死皮”重新被利用甚至超越真皮。
【成果簡介】
最近，南京工業大學的黃維院士、霍峰蔚教授和四川大學的黃鑫教授（共同通訊作者）等報道了一種簡單的、可設計的皮革電子皮膚。
展開 
可拉伸的紗線嵌入式摩擦納米發電機作為電子皮膚用于生物力學能量采集和多功能壓力傳感
【引言】
通過功能性電子器件來模擬人類皮膚的基本特征是發展智能技術的重要一步，近年來具有類人類感知能力的人工皮膚成為一個重要的研究方向，而其中電子皮膚的研究更吸引了廣泛的研究興趣。電子皮膚需要覆蓋動態且不規則的表面，而且能夠承受多種重復、長時間的機械刺激（比如壓力、應變和彎曲等）。作為多功能傳感器，還要滿足高拉伸性、高靈敏度、寬感應范圍以及快速響應的要求。目前，多種柔性可拉伸的電子皮膚已經被成功開發出來，能夠測量人類活動所產生的電信號。這些傳感器是基于諸如壓電性、電容以及壓阻效應等不同機理。摩擦納米發電機是一種能夠實現能量富集和自供電的傳感技術，將其與電子皮膚相結合有望為下一代可穿戴電子產品、個性化醫療以及人機界面等領域帶來新的機會。
【成果簡介】
近日，美國佐治亞理工學院王中林教授課題組開發了一種簡單、低成本的方法制備可拉伸的摩擦納米發電機的方法，其可以用作多功能電子皮膚，并實現了生物力學能量的采集以及多種機械刺激的感知。通過在硅橡膠彈性體中嵌入連續的“鏈式”柵欄狀交錯的導電網絡，賦予了該種電子皮膚以良好的透明性和拉伸性、高壓敏感性以及優異的機械穩定性。研究表明，該摩擦納米發電機能夠點亮高達170個LED，而且其作為多功能傳感器能夠監測人的諸如動脈脈沖和聲音振動等生理信號。
展開 [醫用高分子材料]
目前較成功的高分子材料制人工器官有人工血管、人工食道、人工尿道、人工心臟瓣膜、人工心臟瓣膜、人工關節、人工骨、整形材料等。
用途
醫用高分子材料是指用以制造人體內臟、體外器官、藥物劑型及醫療器械的聚合物材料。
根據其具體用途可分為：
（1）與生物體組織不直接接觸的材料；如藥劑容器、血漿袋、輸血輸液用具、注射器、化驗室用品、手術室用品等；
（2）與皮膚、粘膜接觸的材料，如手術用手套、麻醉用品（吸氧管、口罩、氣管插管等）、診療用品（洗眼用具、耳鏡、壓舌片、灌腸用具、腸、胃、食道窺鏡導管和探頭、腔門鏡、導尿管等）、繃帶、橡皮膏等及人體整容修復材料（假肢、假耳、假眼、假鼻等）；
（3）與人體組織短期接觸的材料，如：人造血管、人工心臟、人工肺、人工腎臟、滲析膜 人造皮膚等；
（4）長期植入體內的材料，如腦積水癥髓液引流管、人造血管、人工瓣膜、人工氣管、人工尿道、人工骨骼、人工關節、手術縫合線及組織粘合劑等；
（5）藥用高分子，包括大分子化藥物和藥物高分子。
展開 可穿戴熱管理應用的功能材料和創新策略
(a)一種具有吸汗功能的防垢冷卻織物，用于個人冷卻管理; (b) 受人體呼吸的啟發，疏水/親水設計的人工排汗皮膚; (c)具有單向水運的仿生蒸騰紡織品。
圖8.用于被動熱管理的個人輻射制冷。(a)納米加工絲綢基輻射制冷紡織品; (b) Janus紡織品具有輻射冷卻和太陽能加熱功能，適合全天戶外個人熱管理; (c)分層纖維膜，利用輻射和蒸發散熱，以提高冷卻性能。
END
★ 平臺聲明
部分素材源自網絡，版權歸原作者所有。分享目的僅為行業信息傳遞與交流，不代表本公眾號立場和證實其真實性與否。如有不適，請聯系我們及時處理。歡迎參與投稿分享！
展開 崔屹《Nature》子刊：集成汗液蒸發和熱傳導的紡織品！
在穩態蒸發試驗中，與棉花相比，水分增重比降低了高達100%以上，并且證明了每單位汗液蒸發的皮膚功率密度增量高出3倍。此外，在人工出汗皮膚測試中，i-Cool顯示出出約3°C的冷卻效果，并且比棉花大大減少了汗水消耗。基于商業面料，驗證了i-Cool設計原理的實際應用可行性。由于其卓越的個人汗水管理性能，預計i-Cool概念可為下一代汗水管理紡織品提供有前途的設計指南。相關論文以題為“Integrated cooling (i-Cool) textile of heat conduction and sweat transportation for personal perspiration management”發表在Nature communications。
展開 東華大學《Nature》子刊：這材料跟真皮膚一樣！自愈合、彈性恢復
然而，對于它們在先進電子領域的應用來說，良好的彈性恢復、自我修復，以及更重要的是，類似于皮膚的非線性力學響應(應變加強)是必不可少的，但很少能在一種材料中同時滿足。
在此，來自東華大學的孫勝童&武培怡等研究者，通過在氫鍵聚羧酸網絡中引入一個熵驅動的超分子兩性離子可重組網絡，展示了一個健壯的質子導電離子皮膚的設計。顯示了非凡的應變硬化、完全自愈合、超高拉伸能力、出色的彈性恢復、高透明度、空氣穩定性，抗凍性和自粘性等。相關論文以題為“Skin-like mechanoresponsive self-healing ionic elastomer from supramolecular zwitterionic network”發表在Nature Communications上。更多精彩視頻請抖音搜索“材料科學網”。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24382-4
覆蓋脊椎動物身體的皮膚，在保護內部軟組織和對各種外部刺激做出反應方面起著關鍵作用，這些刺激塑造了機體與世界的互動。基于水凝膠、離子凝膠和離子導電彈性體等可伸縮離子導體的人工離子皮膚，受到了人們的廣泛關注，產生了一系列的溫度、壓力和應變傳感器。和許多生物問題一樣，皮膚也是自我修復和自我保護的。眾所周知，人類皮膚可以從傷口中自動愈合，恢復其機械和電子特性。更有趣的是，不像大多數的彈性材料，皮膚顯示了非線性的J-型應力應變力學響應(應變-加強)。這種獨特的力學響應行為是自然界的關鍵防御機制之一，它是由堅硬的膠原纖維組成的復合結構，以抵抗變形和交織的彈性蛋白網絡來保證彈性反沖。
展開 《先進功能材料》智能介電彈性體驅動器：電場與力學自愈合
介電彈性體由于具有質量輕，柔韌性好，高能量密度以及響應迅速等優良特性，在驅動器，軟體機器人，電子皮膚，人工肌肉，能量采集等領域具有重要的應用前景。常規驅動電壓一般 > 1kV，容易使材料發生介電擊穿，同時材料在使用時不可避免地產生內部局部損傷,也會導致材料失效從而縮短使用壽命。采用具有自愈功能的介電智能材料，能使其自發進行自我修復，從而延長電容器使用壽命。
英國華威大學 (University of Warwick)的Chaoying Wan 課題組 (通訊作者)及其博士生Chris Ellingford聯合英國巴斯大學(University of Bath)的張妍博士(Yan Zhang, 第一作者)和 Chris Bowen教授等研究人員，通過一步法改性商品化熱塑性彈性體，制備了一種具有高介電和自愈合功能的新型彈性體材料，首次報道了其電學與機械(圖１)自愈合能力以及驅動性能，研究成果近期發表在Advanced Functional Material上。
圖１MGSBS的力學損傷及其修復過程。
自愈后的材料在“傷口”界面處有一定的雜質或空氣，當對材料施加電壓時，電場會在這些低介電常數的區域集中，使得愈合后的材料在發生介電擊穿時依然在這些“傷口”區域，如圖2的模擬結果所示。將材料在33 %進行預拉伸制成介電驅動器，其驅動性能結果顯示經介電擊穿后并自我修復完的材料有67 %的恢復水平，經力學損傷后并自我修復完的材料具有損傷前材料介電強度的39 %，如圖3。
圖2自愈合聚合物材料介電失效的有限元分析
圖3 基于MGSBS介電聚合物材料的驅動器及其自愈合能力
研究報告發表于《先進功能材料》雜志。
展開 血管支架人造皮膚都可3D打印
國工程院院士、被譽為中國3D打印之父的盧秉恒在近日舉行的第三屆中德智能制造產業化合作峰會上透露，目前血管支架、人造皮膚甚至人工肝臟、人工心臟都可3D打印。
3D打印技術和智能制造密切相關，并支持智能制造快速開發和個性化設計。在盧秉恒看來，3D打印還帶來產品裝備的顛覆性變革，例如GE公司利用3D技術打印飛機發動機噴油器，提高燃油效率15%，發動機前進了一代；利用3D技術打印汽車，2萬個零件可以集成為40個，6天即可打印完成且減重三分之一。
在精準醫療領域，3D打印技術更是應用廣泛。專家介紹，3D打印機的原理和噴墨打印機類似，材料從噴嘴噴出，層層疊覆，最終形成一個三維物體。2013年，美國專家就嘗試使用3D打印技術打印人耳。英國赫瑞瓦特大學也和一家干細胞技術公司合作，首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。
在我國，盧秉恒團隊此前已成功利用羊、兔等動物試驗，打印“活體骨頭”——使用可降解材料做支架，附著干細胞生長因子。當這種“活體骨頭”植入動物體內后，可降解材料逐漸降解，然后長出骨細胞，成為真正的活體器官。
“3D打印人體器官，目前又向前推進了一大步，”盧秉恒介紹，目前，他的研究團隊已和相關醫院合作，利用3D打印技術打印可降解的血管支架。人造心臟瓣膜的3D打印也已進入臨床試驗階段。此外，人造皮膚的3D打印試驗也已完成，不過下一步還要攻克人造皮膚的神經系統難題。
在盧秉恒看來，3D打印技術主要滿足個性化的精準醫療，例如醫療模型制造、導航模板、齒科、骨科內植物、靶向治療等?！拔靼步淮蠛屠ッ饕患裔t院合作研發了脊椎手術導航模板，有效解決了模板的高精度、低成本難題。”此外，人工肝臟、人工心臟的3D打印技術也在持續攻關中。
隨著3D打印技術逐漸成熟，3D打印制造工廠還有望搬到外太空。
展開 
四川大學張新星教授團隊《Nat. Commun.》：軟骨啟發的非共價鍵組裝強韌化自修復材料
高強度、高延展性的室溫自修復材料在國防軍工、電子皮膚、人工肌肉等領域具有廣泛的應用前景。現有研究大多通過動態鍵可逆交聯實現材料自修復，提高功能器件的可靠性和耐久性。但非共價鍵結合力弱，導致自修復材料強度較低，極大限制了其應用領域，如何制備兼具優異機械強度和高修復效率的柔性材料仍然是材料科學領域的重大挑戰。
圖1 軟骨啟發的非共價鍵組裝強韌化自修復材料設計策略
近日，四川大學張新星教授團隊基于非共價鍵驅動二維WS2納米片在水性聚氨酯（PU）中組裝，構筑仿軟骨膠原纖維的交織網絡結構，利用高密度氫鍵在界面處的聚集效應制備高強自修復材料（圖1）。研究者通過二維單分子層和天然多酚芳香結構間的疏水相互作用，將WS2剝離成單層或少層納米片，利用WS2納米片上絡合的單寧酸多羥基結構與PU基體間的強氫鍵相互作用，構筑納米組裝網絡及高密度界面氫鍵，制備了拉伸強度達52.3 MPa，斷裂韌性282.7 MJ·m–3，斷裂伸長率1020.8%，修復效率80-100%的室溫自修復材料（圖2），遠高于現有自修復材料。采用變溫紅外光譜、界面結合能模擬、原位拉伸/小角x射線散射等表征計算了氫鍵網絡的斷裂重構及其界面增強機理。
圖2 WS2組裝納米網絡(a)，界面結合能計算(b)，及性能對比 (c)
通過這種仿軟骨編織結構及界面超分子網絡設計策略，有望制備力學性能媲美工程塑料，同時兼具優異自修復性能的高性能新材料，為航空航天、可穿戴電子等領域柔性器件的安全可靠運行提供關鍵材料。
展開 李光林、李良彬、胡金蓮、邰艷龍《Matter》綜述：反常熱膨脹聚合物感知材料與交互器件
TOC 基于反常熱膨脹聚合物網絡的柔性感知及交互系統
隨著生物傳感與人工智能及信息技術的集成，熱響應柔性感知材料與器件在面向國家戰略需求的航空航天和軍事工業，特別是近年來興起的電子皮膚、人工肌肉、可穿戴醫療、軟體機器人、混合現實等眾多民用消費電子領域應用前景廣闊。其中，通過聚合物材料反常熱膨脹行為調控的柔性感知器件研究領域取得巨大進展，但仍缺少全面的理解及系統的總結。基于此，該綜述以差異化感知為突破口，提煉出基于熱膨脹聚合物調控策略的正、負、各向異性、可調控和零熱膨脹等系列化、邏輯性、特征感知單元；歸納相應聚合物材料的設計思路及調控機制；系統總結感知單元在2D響應傳感器、3D到4D響應致動器，柔性不敏感器件等交互系統中的應用進展。此工作從單一感知單元到整體感知系統，從微觀材料調控到宏觀器件響應，將對提高此類材料的基本理解和實際應用具有積極指導意義。
圖1 用于柔性感知器件的反常熱膨脹聚合物、感知單元及膨脹機理
高分子材料由于其各尺度結構的變化，包括微觀分子動能、分子間相互作用、構型與構象轉變、相轉變，到宏觀如折紙、剪紙結構的變化等，使其具備差異性熱膨脹行為（從正到負的熱膨脹系數，圖1)。因此，研究不同結構尺度的調控策略(圖2)對理解作用機理、開發新材料和進一步探索應用具有重要意義。
圖2 不同尺度的熱膨脹系數調控目標及調控策略
對于構筑聚合物超正熱膨脹（如超分子聚合物，~ 980 ppm K-1）、負熱膨脹（如具有DBCOD單元的非晶態聚合物，~ -2,350 ppm K-1），眾多策略已被提出且直接關聯柔性感知（傳感與致動）。
展開 青島大學隋坤艷課題組：一種基于海藻多糖超分子納米纖維水凝膠的離子皮膚傳感器
近年來，柔性傳感器在人體健康/運動監測、電子皮膚和人工智能等領域受到廣泛關注。作為柔性傳感器的材料需同時具備優異的力學性能（高強度、高延展性、高彈性）、感知性能（高靈敏度、寬應變響應范圍）、貼合性、低能耗、生物相容性、易大規模制備等特點。然而，對于如何實現柔性傳感器集上述多種性能于一體，目前仍面臨很大挑戰，使其在實際中的應用受阻。最近，青島大學材料科學與工程學院隋坤艷教授和美國馬里蘭大學帕克分?；瘜W與生物化學系聶志鴻教授，受人體皮膚組成以及傳感原理的啟發，研發出一種基于海藻多糖超分子納米纖維水凝膠的離子皮膚傳感器。
該研究采用一價無機鹽(如NaCl)誘導半剛性海藻酸鈉（SA）分子自組裝形成基于多重氫鍵的超分子納米纖維網絡作為能量耗散網絡，聚丙烯酰胺（PAM）化學交聯網絡依然作為支撐彈性網絡；與此同時，NaCl和SA亦可提供大量的導電離子賦予水凝膠高的導電性，從而實現水凝膠中力學網絡和導電網絡二者之間協同效應機制的構筑?；诖?，該水凝膠從組成上和結構上（SA納米纖維、PAM彈性網絡、NaCl）可模擬人體皮膚（膠原蛋白纖維、彈性纖維、無機鹽）。制備得到的水凝膠呈現出高透明度(99.6%)、高拉伸強度(0.75 MPa)、抗壓縮（汽車碾壓后立刻回彈）、高延展性(3120%)、高韌性（4.77 MJ m-3）、高應變下依然保持高彈性等優異性能。進而應用于離子傳感器，展現出高靈敏度、寬應變響應范圍(0.3%~1800%)、優異的貼合性和穩定性，并且可以在0.04V的低電壓下工作，能夠實現對人體從大幅度運動（四肢）到微小形變（發音、脈搏）等即時及穩定檢測。
展開 東華大學武培怡/孫勝童團隊《Adv. Mater.》：受泳道啟發，離電液晶彈性體纖維實現離子電導率隨拉伸上千倍提升
生命體系的生理活動一刻也離不開離子傳導，譬如皮膚和神經纖維必須通過離子傳導電信號實現環境感知和運動反饋?？衫祀x子導體是模擬彈性生物組織離子傳輸的重要材料，由此發展形成的“可拉伸離電學”在仿生皮膚、人工肌肉、可拉伸儲能、軟機器人等領域取得了廣泛應用。然而，現有的可拉伸離子導體大都基于富含自由離子的柔性高分子網絡，拉伸時柔性高分子鏈沿拉伸取向導致離子電導率發生輕微提升（一般小于5倍）。這一固有而“溫吞”的機電耦合特性使得可拉伸離子導體既無法像逾滲電子導體一樣具備較高的電阻感知靈敏度，也無法在拉伸過程中維持高效離子電導以確保信號傳輸質量，難以匹配當前可拉伸電子器件的多樣化需求。
東華大學武培怡教授課題組前期圍繞可拉伸離子導體的分子設計開展了大量研究工作。例如，通過超分子組裝制備了能力學適應復雜曲面及其變形的礦物水凝膠和聚硫辛酸離子凝膠（Adv. Mater. 2017, 29, 1700321；Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101494）；將兩性離子單體與丙烯酸或甲基丙烯酸無規共聚，開發了可感知多種外界刺激的可拉伸導電水凝膠（Nat. Commun. 2018, 9, 1134；ACS Nano 2018, 12, 12860）；在以上共聚體系中引入結構匹配的離子液體，通過導電通道和動態交聯網絡之間的協同效應實現了離子凝膠電導率大拉伸下穩定（Nat. Commun. 2019, 10, 3429）；從動態化學出發，基于兩性離子超分子競爭網絡設計出了集合皮膚應變硬化、自修復和感知三重功能的可拉伸離子導電彈性體（Nat.
展開 