Science Advances：2800％可拉伸，电子皮肤实现超宽工作范围！

文墨16

2020-12-08

皮肤可集成的微电子器件引起了人们广泛的兴趣，包括人机界面，生物集成设备和个性化医学等各种有前途的应用。然而，在整个工作范围内开发电子皮肤以模仿人体体感系统仍然是一项严峻的挑战。

有鉴于此，沙特阿卜杜拉国王科技大学Vincent Tung、美国加州大学洛杉矶分校Steven J. Jonas、南京信息工程大学Xiaochen Dong等人基于MXene-水凝胶异质结构，发展了一种多功能电子皮肤传感器，可在超宽工作范围工作。

图1. 基本原理

该系统通过聚吡咯纳米线（PpyNWs）的纳米桥接层，将乙烯基杂化二氧化硅纳米粒子（VSNP）改性聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶与二维（2D）MXene偶联，在界面处具有高韧性和低滞后性，同时控制了裂纹的产生和分布。

图2. 材料构建

多维结构为电子皮肤赋予了非凡的工作范围（2800％），超快的响应速度（90 ms）和弹性（240 ms），良好的线性度（800％），可调的传感机制以及出色的重现性。

同时，该电子皮肤平台能够检测、量化和远程监控多个维度上的拉伸运动、触觉压力、接近感测以及温度和光线的变化，从而为下一代智能柔性电子产品的开发，提供了全新的借鉴。

图3. 电子皮肤性能

参考文献：

Yichen Cai, et al. Mixed-dimensional MXene-hydrogel heterostructures for electronic skin sensors with ultrabroad working range, Sci. Adv., 2020.

DOI: 10.1126/sciadv.abb5367

https://advances.sciencemag.org/content/6/48/eabb5367