新研究為多模傳感類人皮膚應用提供指導

華東理工大學材料科學與工程學院副研究員袁雙龍、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員張其沖等，基于自黏接、可拉伸離子導電水凝膠，在多模傳感和神經突觸領域取得新進展，為多模傳感類人皮膚的應用提供了指導。相關研究發表于《納米通訊》。

離子導電水凝膠具有類組織柔軟度、豐富的含水量、離子導電性和生物相容性，在軟機器人、可穿戴電子和生物電子工程中具有廣闊的應用前景。然而，由于界面不兼容、機械性能差、能量消耗大、感知能力有限等缺點，基于離子導電水凝膠的仿生突觸器件（如類人皮膚）在實際應用中受到較大限制。

研究團隊制備了可精確調控相變溫度的片狀硅酸鎂鋰摻雜的聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠，表現出卓越的機械性能和強的附著力。水凝膠中增強的離子納米通道電導率和異構溫度敏感單體能夠以高靈敏度和快速響應進行應變感知。

研究人員將熱致變色材料引入制備的熱敏器件鐘，使其表現出快速的溫度響應/恢復時間，同時實現了視覺溫度感知。進一步地，研究團隊在水凝膠中摻入聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸和硫酸鋅作為導電劑，與二硫化鉬納米片構建了人工突觸纖維，開發了一個仿生物感官突觸神經形態系統。該系統能夠通過突觸信號進行實時應變/溫度檢測、識別和響應，并具有低能耗突觸塑性性能。

仿生物感官人工突觸纖維及其溫度/應變感知。圖片來源于《納米通訊》

相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c02614