仿生人造皮膚模仿人體皮膚的特點和功能,在可穿戴人機界面中有著廣泛的應用。然而,為人造材料配備類似皮膚的機械性能、自修復能力和高靈敏度仍然具有挑戰性。
鑒于此,受人類皮膚結構的啟發,中科院化學所于然、黃偉等人制備了一種基于離子凝膠復合材料的人造皮膚,該復合材料具有定制的機械性能和堅固的界面。結合有限元分析和直接墨水書寫(DIW)3D打印技術,精確設計和制造了具有剛性骨架和離子凝膠基質的離子凝膠復合材料,實現了精確模擬人類皮膚的機械各向異性和非線性機械響應。
通過骨架樹脂和基體樹脂的共同固化,形成了堅固的界面,顯著增強了復合材料的穩定性。自我修復能力和抗裂紋生長的實現進一步確保了人工皮膚在傳感應用中的顯著耐久性。總之,仿生人造皮膚模仿了人類皮膚的特性,包括機械各向異性、非線性機械響應、自修復能力、耐用性和用作柔性傳感器時的高靈敏度。這些策略為具有自適應機械行為的類組織材料的制造提供了強有力的支持。
參考文獻:
M. Zhang, L. Zhao, F. Tian, X. Zhao, Y. Zhang, X. Yang, W. Huang, R. Yu, Bionic Artificial Skin Based on Self-Healable Ionogel Composites with Tailored Mechanics and Robust Interfaces. Adv. Mater. 2024, 2405776.
https://doi.org/10.1002/adma.202405776