人體皮膚是重要的身體器官，在受到外部傷害時具有自我修復能力，并且具有基于離子電子效應的機械感受系統，可檢測壓力、應變和扭轉。人體皮膚的自愈特性和離子傳感能力為可拉伸離子電子皮膚（e-skin）的設計提供了極具價值的基礎。那你知道電子皮膚也能自主愈合嗎？Aigtek安泰電子就為大家講講。

　　從電(dian)子(zi)(zi)到離(li)子(zi)(zi)機(ji)械(xie)敏(min)感皮膚，在均質系統中同時(shi)實現出色的(de)自主(zhu)自愈性(xing)能、彈性(xing)和(he)對離(li)子(zi)(zi)動力效(xiao)應的(de)有(you)效(xiao)控(kong)制非常具(ju)(ju)有(you)挑戰性(xing)。離(li)子(zi)(zi)電(dian)子(zi)(zi)材料又容易受到持(chi)續磨損(sun)造成的(de)意外機(ji)械(xie)損(sun)壞，導致功能損(sun)壞，影響器件使用壽命。因此，設(she)計同時(shi)具(ju)(ju)有(you)優異自愈性(xing)能、良(liang)好(hao)彈性(xing)和(he)有(you)效(xiao)離(li)子(zi)(zi)動力效(xiao)應的(de)離(li)子(zi)(zi)電(dian)子(zi)(zi)系統至關重要。

　　據麥(mai)姆斯咨詢(xun)報道，近期，韓國漢陽大(da)學(xue)（HanyangUniversity）、忠南大(da)學(xue)（ChungnamNationalUniversity）和中國科(ke)學(xue)院寧波材料技術與工程研(yan)究所(suo)的研(yan)究人員共同提(ti)出(chu)一種氯（Cl）官能(neng)(neng)化離子電子壓敏(min)材料（CLiPS），通(tong)過將(jiang)Cl官能(neng)(neng)化基團引(yin)入聚氨酯(zhi)（PU）基體設計而成(cheng)。該CLiPS材料具有(you)超(chao)快自(zi)愈(yu)速度（4.3μm/min）、高(gao)自(zi)愈(yu)效率（60分鐘內達到(dao)91%）以及機械敏(min)感(gan)的壓電離子動力效應，可為觸(chu)覺傳(chuan)感(gan)器提(ti)供出(chu)色(se)的壓力靈敏(min)度（7.36kPa?1）。相關研(yan)究成(cheng)果已發表(biao)于(yu)NatureCommunications期刊。

　　在該(gai)項研究中(zhong)，受(shou)(shou)到人(ren)體(ti)(ti)皮(pi)膚(fu)機械(xie)(xie)感受(shou)(shou)器的(de)自愈(yu)(yu)特性(xing)和離子(zi)動(dong)力效應啟發，研究人(ren)員(yuan)提出CLiPS的(de)概念設計(ji)(ji)，模(mo)擬了(le)人(ren)類皮(pi)膚(fu)的(de)卓越功能。CLiPS材(cai)料采用CI功能化聚氨酯(zhi)（CLPU）基(ji)體(ti)(ti)設計(ji)(ji)，該(gai)基(ji)體(ti)(ti)由(you)高鏈遷移率異(yi)佛(fo)爾(er)酮(tong)二異(yi)氰酸酯(zhi)（IPDI）和動(dong)態二硫(liu)鍵組成，能夠在沒有外(wai)部刺激的(de)情(qing)況下自主自愈(yu)(yu)。由(you)于(yu)Cl官能化基(ji)團的(de)固有韌性(xing)，可以實現出色的(de)彈性(xing)恢復(fu)。此外(wai)，還引入了(le)離子(zi)液體(ti)(ti)（IL），基(ji)于(yu)Cl基(ji)團和離子(zi)對之間的(de)離子(zi)-偶極相互(hu)作用，建立了(le)壓電離子(zi)機制(zhi)（機械(xie)(xie)敏感的(de)離子(zi)阱(jing)和釋放行為）。

　　基于CLiPS的電子(zi)皮膚(fu)分(fen)子(zi)結構和概念設計機制

　　由于CLPU的(de)(de)分子特性(xing)，基于CLiPS的(de)(de)壓容式（piezocapacitive）器(qi)件在(zai)室溫下即使沒(mei)有外部(bu)刺激(ji)時(shi)，也表現(xian)出(chu)快速的(de)(de)自愈速度。此外，IPDI結構通過提供(gong)高聚合物鏈(lian)遷(qian)移率來增強(qiang)二硫(liu)鍵動態交換反應的(de)(de)活(huo)化，同時(shi)保持其韌性(xing)，從而極大地促(cu)進了CLiPS的(de)(de)自愈效率。由于IPDI和(he)Cl基團的(de)(de)綜合韌性(xing)，CLiPS能夠在(zai)沒(mei)有任何約束的(de)(de)情況(kuang)下表現(xian)出(chu)優異的(de)(de)彈性(xing)恢(hui)復（100%）。

　　為了(le)證(zheng)實CLiPS強大的(de)(de)自(zi)(zi)主自(zi)(zi)愈效率，研(yan)究人(ren)員對(dui)愈合的(de)(de)樣品進行了(le)不(bu)同時間(jian)間(jian)隔的(de)(de)應力-應變測試。結(jie)果(guo)表(biao)明60分(fen)鐘內(nei)的(de)(de)最大自(zi)(zi)修(xiu)復效率為91%。此外，與其他室(shi)溫(wen)自(zi)(zi)修(xiu)復介電(dian)彈性(xing)體和具(ju)有不(bu)同愈合機(ji)理(li)的(de)(de)離子基材(cai)料（包括(kuo)亞胺鍵、金屬配位鍵、氫鍵、二硫鍵、靜電(dian)相互(hu)作用及(ji)其組合）相比，CLiPS表(biao)現出4.3μm/min的(de)(de)快速(su)自(zi)(zi)修(xiu)復速(su)度。驗證(zheng)了(le)所提出的(de)(de)CLiPS在自(zi)(zi)我修(xiu)復方面具(ju)備卓越的(de)(de)性(xing)能優勢(shi)。

　　基(ji)于(yu)CLiPS的電(dian)子皮膚器件自主自愈(yu)演(yan)示(shi)

　　該研(yan)究設計的(de)基(ji)(ji)于(yu)CLiPS的(de)電(dian)子(zi)皮膚(fu)器(qi)件(jian)為在(zai)均質系統中同(tong)(tong)時(shi)實現快速自愈(yu)特(te)性(xing)(xing)和(he)機械(xie)敏感(gan)(gan)離(li)子(zi)動(dong)力效應(ying)奠(dian)定了(le)基(ji)(ji)礎。通(tong)過一系列(lie)實驗，研(yan)究人員(yuan)驗證了(le)基(ji)(ji)于(yu)CLiPS的(de)電(dian)子(zi)皮膚(fu)器(qi)件(jian)具(ju)備(bei)出色(se)的(de)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)(gan)性(xing)(xing)能，以(yi)及有效的(de)壓(ya)電(dian)離(li)子(zi)機制。該CLiPS即使在(zai)自愈(yu)后也(ye)能保持良好的(de)傳(chuan)感(gan)(gan)特(te)性(xing)(xing)。基(ji)(ji)于(yu)CLiPS的(de)器(qi)件(jian)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)施加(jia)偏置電(dian)壓(ya)（1mV、100mV和(he)1V）下、不(bu)同(tong)(tong)頻率（1kHz、100Hz和(he)20Hz）下均具(ju)有良好的(de)壓(ya)容式壓(ya)力檢測能力。在(zai)動(dong)態增加(jia)的(de)壓(ya)力下，該器(qi)件(jian)也(ye)表現出高度穩定性(xing)(xing)和(he)可重(zhong)復的(de)電(dian)容變化。此外，基(ji)(ji)于(yu)CLiPS的(de)電(dian)子(zi)皮膚(fu)器(qi)件(jian)具(ju)備(bei)非凡的(de)耐用性(xing)(xing)和(he)結(jie)構完整性(xing)(xing)，以(yi)及出色(se)的(de)響(xiang)應(ying)和(he)恢復時(shi)間。

　　ATA-2082高壓放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~200kHz

　　電壓：800Vp-p（±400Vp）

　　電流：40mAp

　　功率：16Wp

　　壓(ya)擺率(lv)：≥356V/μs

　　可程控

　　總而言之(zhi)，研究人(ren)員受人(ren)體皮(pi)(pi)膚的自愈(yu)特性(xing)(xing)和機(ji)械感(gan)(gan)受系統的啟發，開(kai)發出(chu)一(yi)種CLiPS材(cai)(cai)料，該材(cai)(cai)料不僅表(biao)現出(chu)優異(yi)的自主自愈(yu)性(xing)(xing)能(neng)，而且具有機(ji)械敏感(gan)(gan)的壓電(dian)離子動力(li)(li)效應(ying)，可(ke)用(yong)于觸覺傳感(gan)(gan)器(qi)，為其(qi)提(ti)供出(chu)色的壓力(li)(li)靈(ling)敏度。研究表(biao)明，基于CLiPS的電(dian)子皮(pi)(pi)膚器(qi)件可(ke)以感(gan)(gan)知各種壓力(li)(li)，驗證(zheng)了其(qi)在下一(yi)代可(ke)穿(chuan)戴(dai)技術和更智能(neng)的人(ren)機(ji)交互領域(yu)的觸摸調制應(ying)用(yong)潛力(li)(li)。

西安安泰電子(zi)是專業(ye)從事功率放大器、高壓放大(da)器、功率放大器模塊、功率信號源、射頻功率放大(da)器、前置微(wei)小信號放(fang)大器、高精度(du)電(dian)壓(ya)源、高精度(du)電流源等電子測量儀(yi)器(qi)(qi)研發(fa)、生產和銷(xiao)售的(de)高科技企業，為用戶提供(gong)具有競(jing)爭(zheng)力的(de)測試方案(an)。Aigtek已(yi)經成(cheng)為在(zai)業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的(de)儀(yi)器(qi)(qi)設(she)備供(gong)應商，樣機都支持免費試用。如(ru)想了解(jie)更多功率放(fang)大器(qi)(qi)等產品，請持續關注安泰電子官網(wang)hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。