神奇的电子皮肤来了，东南大学科研团队取得新突破

近日，东南大学研发的一种电子皮肤火了，有人评论该皮肤“无限接近真实皮肤”。3月28日，现代快报记者采访了该电子皮肤的研发团队——东南大学电子科学与工程学院吴俊教授课题组，揭秘这种神奇的“皮肤”。

现代快报记者了解到，该电子皮肤名为“水驱动机械性能可调的全属性凝胶电子皮肤”，可以实现多信息的集成耦合，其最新成果在国际著名学术期刊《ACS Nano》在线发表。

电子皮肤能够自己愈合

△电子皮肤

在电子科学与工程学院一实验室，记者看到了这种神奇的“皮肤”，大约手指这么长，外观呈现为黑色，比普通的纸张还要薄。用手摸起来，还有一点粘性。

“由于选用了一种特殊的复合材料，因此整体呈黑色。”论文第一作者、东南大学电子科学与工程学院博士研究生段升顺介绍，电子皮肤不仅具备人体皮肤的刺激感知能力，包括压力、温度、湿度等，而且具备柔软性、弱酸性、自治愈性。

“目前我们研发这种电子皮肤，可以感知外界-20~80摄氏度的温度，感知10千帕以下的压力。”段升顺坦言，这项技术的难点，就是找到一种合适的复合材料，实现上述功能。

△吴俊教授

在不断的探索中，吴俊教授课题组找到了这项材料——桑蚕丝。段升顺指出，桑蚕丝本身是一种蛋白材料，具备较多属性。“我们利用桑蚕丝，加入钙离子，具备吸水的特性后，使电子皮肤能够保持柔软性。”

此外，人体皮肤的弱酸性具有抑菌作用，这也使得人类的皮肤能够愈合。“我们希望在电子皮肤中也能实现。”段升顺补充，在实验中，课题组加入了氢离子，又加入纳米材料，最后形成了这种超属性的凝胶皮肤。“以上元素之间会形成一系列的键合作用，使得电子皮肤具备可重构性、自治愈性、可拉伸性。”

值得一提的是，这种电子皮肤具有机械可调特性。既可以柔软，也可以坚硬，并且还能随着温度的变化调节。这种硬的程度与加工的切割工艺兼容，因此也可以使用专业的工具软件进行设计，通过切割进行组装，也不需要其他材料的粘结。

“就像人类皮肤移植一样，如果安装电子皮肤后，哪一块不合适，或者不是我们想要的，可以清除掉，再将重新设计的产品覆盖，并不需要整体替换。”段升顺透露，电子皮肤的自治愈性速度很快。在自然条件下，仅需要5分钟就能快速自愈，如果加入相应的催化剂，那么只需要30秒左右。“因此，重新替换的产品，可以随着时间的治愈，变成一体化的产品。”

未来可帮助烧伤的病人

现代快报记者了解到，电子皮肤的以上特性均在实验室阶段全部完成。

△电子皮肤

“其实，距离真正的皮肤还很远。”吴俊表示，柔性触觉感知是非常前沿的领域，目前只是探了一个脑袋进去看了一下，本身也在学习摸索中，有些成果距离应用还相当遥远。

据了解，目前电子皮肤主流工作包括：提升单一或几个刺激感知属性（压力、温度等）；研究部分理化属性和感知属性的结合。通常这类工作仅覆盖皮肤的两种或三种属性，距离实现皮肤般丰富的刺激感知感官和理化特性还有很大差距。而覆盖人类皮肤的所有物理-化学和感官特性是实现更复杂的多功能仿生应用和下一代人工皮肤的下一个里程碑。

吴俊指出，比如让机器人构建对场景的理解和认知，进而做出它应该具有的比较高效和安全的动作。“这些任务的执行，除了视觉，也需要依赖触觉。”他举例，假设当机器人熟知的场景突然关灯，没有任何的光线，视觉能力被削弱。这时候就需要走出去，就像人类在黑暗的屋子里，用手摸着桌子去开灯。“所以触觉极其重要。”

当前，电子皮肤的应用场景主要集中在虚拟现实技术，例如利用应变传感功能，可以实现手势的自然交互。吴俊大胆预测，“电子皮肤经过不断迭代，未来也许就能应用于医学领域，帮助一些烧伤的病人恢复皮肤。”

能监测青光眼，提前干预治疗

吴俊课题组所在的实验室属于东南大学显示技术研究中心，致力于研究柔性电子和柔性器件。其中，柔性传感器是重点研究范畴。柔性传感器可以拉伸，具有易于曲面集成与超共形贴合的优势，可为器件设计集成、机器人柔顺感知、医疗技术变革等提供新思路。应用于人体和医疗装备等场景。

△隐形眼镜眼压计

除了全属性凝胶电子皮肤，吴俊课题组还研发了一款智能眼压实时检测系统，在隐形眼镜中加入柔性传感器，可以随时监测眼压。

“眼压波动是间歇的，能够通过监测眼压捕捉青光眼早期病变，从而提早介入治疗，帮助患者避免致盲的风险。”吴俊介绍，当前该技术正在进行各项实验检测，尚未进入临床。

眼压监测是眼睛植入式器件的一部分，吴俊教授课题组还在研究体内植入式电子器件、可穿戴电子皮肤器件、可穿戴电子织物器件等，可应用于智能家具、人机工效、健康检测等领域。

当前，吴俊及其团队正在不断创新。“我们正在致力于将纺织品的每一根纤维都做成传感器件，不仅能感受外界的温度等变化，而且能监测身体内部的各项信息。比如肺活量、呼吸、心电等数据。”

东南大学电子科学与工程学院党委书记江雪华表示，近年来，电子科学与工程学院鼓励青年教师骨干建立多个科研团队，面向世界科技前沿、国家战略需求和人民生命健康，围绕新型显示、集成电路、智能传感、光通信等十余个前沿领域，开展人才培养、科学研究及社会服务等工作。

通讯员 唐瑭 现代快报+记者 李楠/文 赵杰/摄