皮膚可集成的微電子器件引起了人們廣泛的興趣，包括人機界面，生物集成設備和個性化醫(yī)學等各種有前途的應用。然而，在整個工作范圍內(nèi)開發(fā)電子皮膚以模仿人體體感系統(tǒng)仍然是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，沙特阿卜杜拉國王科技大學Vincent Tung、美國加州大學洛杉磯分校Steven J. Jonas、南京信息工程大學Xiaochen Dong等人基于MXene-水凝膠異質(zhì)結(jié)構(gòu)，發(fā)展了一種多功能電子皮膚傳感器，可在超寬工作范圍工作。
圖1. 基本原理
該系統(tǒng)通過聚吡咯納米線（PpyNWs）的納米橋接層，將乙烯基雜化二氧化硅納米粒子（VSNP）改性聚丙烯酰胺（PAM）水凝膠與二維（2D）MXene偶聯(lián)，在界面處具有高韌性和低滯后性，同時控制了裂紋的產(chǎn)生和分布。
圖2. 材料構(gòu)建
多維結(jié)構(gòu)為電子皮膚賦予了非凡的工作范圍（2800％），超快的響應速度（90 ms）和彈性（240 ms），良好的線性度（800％），可調(diào)的傳感機制以及出色的重現(xiàn)性。
同時，該電子皮膚平臺能夠檢測、量化和遠程監(jiān)控多個維度上的拉伸運動、觸覺壓力、接近感測以及溫度和光線的變化，從而為下一代智能柔性電子產(chǎn)品的開發(fā)，提供了全新的借鑒。
圖3. 電子皮膚性能
參考文獻：
Yichen Cai, et al. Mixed-dimensional MXene-hydrogel heterostructures for electronic skin sensors with ultrabroad working range, Sci. Adv., 2020.
DOI: 10.1126/sciadv.abb5367
https://advances.sciencemag.org/content/6/48/eabb5367
