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 【科研摘要】

具有感應能力的人造皮膚在可穿戴設備和軟機器人的應用中具有巨大潛力。受人類皮膚功能的啟發，包括通過電信號感應刺激和損傷指示的瘀傷，

最近，香港中文大學（深圳）朱世平加拿大工程院院士/張祺助理教授團隊合成了一種離子傳導性和機械致變色有機水凝膠，并被證明是離子性皮膚（I皮膚）。由機械發色團交聯的膠束組成的凝膠具有機械堅固性，可拉伸性和變形持久性，并具有較小的滯后性，并且還顯示出良好的溶劑保留性。伸長和壓縮過程中相對電阻的變化表明靈敏度較高。

在大變形下觀察到從淺黃色到類似瘀青的藍紫色的光學變化。離子導電有機水凝膠（如I皮膚）通過模仿各種身體挫傷場景的動作附著在人體的不同部位，展示了對機械刺激的成功感知和可視化。該作品生動地展示了一種應變傳感器，具有可視化損傷和針對機械沖擊的損傷警告功能。I形皮膚可以潛在地用于包括假肢設備，可穿戴電子設備和智能機器人的應用中。相關論文以題為Colorimetric Ionic Organohydrogels Mimicking Human Skin for Mechanical Stimuli Sensing and Injury Visualization發表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。

【主圖導讀】

圖1.模仿皮膚的I皮膚的概念和設計。（A）當真實皮膚受到機械沖擊時，會同時產生電信號和光信號。（B）通過顯示電學和光學變化感測機械刺激的I皮膚有機水凝膠的示意圖。NaCl，SP和EG分別用作電解質，機械生色團和助溶劑。

圖2.（A）溶脹率（質量），以及溶劑置換過程中凝膠的照片。（B）光引發劑，聚合后的水凝膠和溶脹的有機水凝膠的紫外可見光譜。（C）離子有機水凝膠在暴露于80％相對濕度的空氣下的溶劑損失。

圖3. I皮膚的有機水凝膠的特性及其對拉伸的響應。

圖4.通過壓縮表征I皮膚有機水凝膠。

圖5. I型皮膚作為力/應變傳感器的演示。