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  被視作下一代可穿戴電子器件和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，電子皮膚主要用于生理信號(hào)的檢測，并通過人-器件之間的閉環(huán)回路通訊顯示反饋信息。電子皮膚需要做到超薄狀態(tài)，這樣才能：1）實(shí)現(xiàn)和人體的無縫共性接觸；2）適應(yīng)反復(fù)運(yùn)動(dòng)形成的應(yīng)力；3）適合穿戴。

  受限于制造技術(shù)的局限，自修復(fù)電子皮膚器件迄今為止沒有實(shí)現(xiàn)多功能系統(tǒng)集成。

  有鑒于此，斯坦福大學(xué)鮑哲南教授課題組基于納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)自我重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了自修復(fù)電子皮膚的多功能系統(tǒng)集成。

圖1. 導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)示意圖

  近來年，自修復(fù)化學(xué)驅(qū)動(dòng)可變形和可重構(gòu)電子器件領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，尤其是在自修復(fù)電極領(lǐng)域。高分子基底具有天然自修復(fù)性能，與之不同的是，混亂的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在力學(xué)損壞后則無法恢復(fù)其可拉伸性。

  研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米線導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)的交聯(lián)高分子網(wǎng)絡(luò)接觸時(shí)，被破壞的導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)自我重構(gòu)，恢復(fù)其高導(dǎo)電性和力學(xué)性能。加上高分子自成鍵和自修復(fù)的性能，研究人員成功實(shí)現(xiàn)了非均相多組分的器件系統(tǒng)集成，在一個(gè)功能系統(tǒng)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)、傳感、LED等功能。

圖2. 一維導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)

圖3. 自動(dòng)自修復(fù)功能的傳感器

圖4. 具有自動(dòng)自修復(fù)功能的高度可拉伸電致發(fā)光皮膚

圖5. 電子皮膚的多功能系統(tǒng)集成

圖6.多功能系統(tǒng)集成電子皮膚的性能測試

  總之，這種自修復(fù)和可拉伸的多組成電子器件為構(gòu)建穩(wěn)定的可穿戴電子器件開辟了一條新道路！

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-018-0244-6