為了打造更加環(huán)保的電子設(shè)備，研究人員們設(shè)想了一種可以完全回收的“電子皮膚”。而且即便被撕裂，e-skin也能夠自我修復(fù)。據(jù)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)的研究所述，該設(shè)備本質(zhì)上是一片裝有傳感器的薄膜，能夠測量壓力、溫度、濕度、以及氣流。該薄膜由是三種現(xiàn)已商用的化合物、以及納米銀顆粒混合而成。
如果給“電子皮膚”劃了一刀，兩側(cè)流出的化學(xué)物質(zhì)即可自行“恢復(fù)如初”。即便表面破損，也可以將薄膜丟進(jìn)溶液中，讓材料重新“液化植皮”。有朝一日，這項技術(shù)或被用于假體、機(jī)器人、或智能織物上。
實際上，全球有許多實驗室都在開發(fā)電子皮膚。比如一支歐洲研究團(tuán)隊就開發(fā)出了一種允許用戶通過磁鐵來操縱(而不接觸物體)的方案。此外，日本也有一項將智能襯衫變?yōu)殡娮佑螒蜻\動控制器的技術(shù)。
圖1：完全可回收的可塑性電子皮膚
不過最新研究成果的特殊之處，就是它可以回收再利用：以美國為例，僅在2014年，該國就創(chuàng)造了160億磅(近726萬噸)的電子廢棄物，而所有這些電路板、晶體管、硬盤，都含有必須妥善處理的有毒化學(xué)物質(zhì)。
圖2：薄膜純度和導(dǎo)電特性
研究合著者、科羅拉多大學(xué)波德分校機(jī)械工程助理教授肖建亮表示：這種特殊的設(shè)備不會產(chǎn)生任何廢棄物，我們想讓釘子產(chǎn)品變得更加環(huán)保。
圖3：左上為循環(huán)回收過程示意圖
即便“電子皮膚”嚴(yán)重受損，也可以通過“循環(huán)解決方案”來回收利用：溶液可以將基質(zhì)分解為小分子，讓納米銀離子沉入底部，然后所有材料都可以被重新利用來制造另一片功能性電子皮膚。在140℉(60℃)的情況下，完整回收耗時30分鐘左右;如果在室溫下，則需要10小時。相比之下，材料“自愈”的速度要快很多 —— 室溫下不到半小時，60℃下只需幾分鐘。
圖4：上部為電子皮膚設(shè)計示意圖
這種電子皮膚并非十全十美，它雖然柔軟，但不像人類皮膚那樣富有彈性。教授表示，他和同事們正在努力提升設(shè)備的可擴(kuò)展性，以便更輕松地運用到假肢或機(jī)器人的制造嵌入。
不過最讓他們激動的，還是這項研究的環(huán)保特性：“我們面臨著日益嚴(yán)重的污染問題，環(huán)保的重要性也與日俱增。為了自己和下一代，都必須確保自然安全”。
- 海南大學(xué)張暉/杜杰教授團(tuán)隊 Adv. Sci.：年糕啟發(fā)的紋理化Janus水凝膠-用于身體信號傳感與人機(jī)交互的柔性電子皮膚新突破 2025-08-02
- 中國科大龔興龍教授團(tuán)隊 AFM：天然皮膚啟發(fā)的多功能柔韌皮革基電子皮膚 2025-05-27
- 西南林大杜官本院士、楊龍研究員團(tuán)隊 Nano lett.：面向水下電子皮膚的溫控響應(yīng)纖維素基 Janus 智能水凝膠 2025-05-09
- 西南交大王勇教授等 Macromolecules：受生物礦化啟發(fā)的超強(qiáng)韌自愈合水性聚氨酯彈性體 2025-10-03
- 深圳技術(shù)大學(xué)史濟(jì)東等 Carbon：基于石墨烯-納米纖維素復(fù)合薄膜的自修復(fù)應(yīng)變/濕度雙模傳感器的設(shè)計及在可穿戴呼吸監(jiān)測的應(yīng)用 2025-05-28
- 合工大殷俊教授課題組 AFM：具有可見光激活的自愈型可再生水性聚氨酯應(yīng)變傳感器 2025-05-13
- 北京化工大學(xué)郭金寶教授團(tuán)隊 AFM：基于雙動態(tài)共價網(wǎng)絡(luò)的可回收液晶彈性體 - 用于多形態(tài)可持續(xù)應(yīng)用 2026-01-12
