在国内,研究人员开发出一种在摩擦或撕裂等受损状态下,能够在10秒内恢复原状的电子皮肤。


韩国研究财团19日表示,首尔市立大学教授 Kim Hyuk 研究团队开发出一种无需外部刺激、在10秒内即可恢复80%以上功能的“超高速自我修复电子皮肤”。


具备自我修复功能的电子皮肤示意图。首尔市立大学 Kim Hyuk 教授提供

具备自我修复功能的电子皮肤示意图。首尔市立大学 Kim Hyuk 教授提供

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电子皮肤是仿照人体皮肤制成的,是可穿戴设备中进化程度最高的形态之一,在医疗健康领域具有较高的应用价值。实际应用中,电子皮肤贴附在人体上时,可以感知触觉、监测生理信号、治疗贴附部位伤口等,相关功能正被多样化开发。


不过,在反复使用过程中产生的摩擦、撕裂和划痕等机械损伤,容易导致电子皮肤受损,难以长期佩戴,而且一旦受损性能会下降,这些问题一直被视为亟待解决的课题。


为了解决这一问题,研究团队合成了多种化合物,构建出能够提升电子皮肤自我修复性能的最优条件。


研究人员在柔性热塑性聚氨酯中引入二硫化物化合物,使其形成在无热、无光等外部刺激条件下也能重新结合的二硫键结构,并通过添加分子迁移率较高的化合物来提高复原能力,从而最大化其自我修复性能。


以这种方式开发出的自我修复电子皮肤,不仅能够在短时间内实现高恢复率,还能在高温、高湿、低温、水下等极端环境中稳定测量肌电和心电信号,并在受损后通过自我修复仍能保持信号稳定。


研究团队还利用这一技术,成功实现了实时生理信号监测以及基于人工智能(AI)的肌肉疲劳评估技术。


Kim Hyuk 教授表示:“本次研究成果解决了自我修复型电子皮肤的主要难题,将有助于推动下一代可穿戴医疗技术的发展和商业化。”



这项研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的中坚研究项目资助下完成,并已于上月12日发表于国际学术期刊《Science Advances》。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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