導(dǎo)讀：人類(lèi)皮膚含有逾千個(gè)神經(jīng)末梢，是大腦與外界溝通的最大感官接口，能夠通過(guò)觸覺(jué)、溫度和壓力反饋豐富信息。盡管皮膚的這些復(fù)雜特性使其成為極為重要的器官，但也因此在復(fù)制上面臨巨大挑戰(zhàn)。

德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)采用了一種納米工程水凝膠，開(kāi)發(fā)出了一種3D打印的電子皮膚（E-skin），該水凝膠具有可調(diào)節(jié)的電子和熱生物傳感能力。這種電子皮膚能夠像人皮膚一樣彎曲、伸展并具有感知能力。

“這種能夠復(fù)制觸覺(jué)并將其融入各種技術(shù)的能力，為人機(jī)交互和高級(jí)感官體驗(yàn)帶來(lái)了新的可能性?！痹撔Ｉ镝t(yī)學(xué)工程系教授兼研究主管Akhilesh Gaharwar博士如是說(shuō)。他認(rèn)為這一技術(shù)有可能徹底轉(zhuǎn)變行業(yè)，并提升殘疾人的生活質(zhì)量。

電子皮膚未來(lái)的應(yīng)用前景極為廣泛，包括作為可穿戴健康設(shè)備，連續(xù)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)、體溫、心率和血壓等生命體征，向用戶提供反饋，幫助他們提升運(yùn)動(dòng)技能和協(xié)調(diào)性。

Gaharwar博士進(jìn)一步表示：“我們開(kāi)發(fā)電子皮膚的靈感來(lái)自于想在技術(shù)、人體和環(huán)境之間創(chuàng)造更先進(jìn)、多功能的交互界面?！彼?dòng)地分享說(shuō)：“這項(xiàng)研究最讓人興奮的是其在機(jī)器人、假肢、可穿戴技術(shù)、運(yùn)動(dòng)健身、安全系統(tǒng)及娛樂(lè)設(shè)備等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用?！?/div>

這項(xiàng)電子皮膚技術(shù)的研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上，由Gaharwar博士的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。該論文的主要作者包括Gaharwar博士的前學(xué)生、現(xiàn)Axent Biosciences的科學(xué)家Kaivalya Deo以及Gaharwar實(shí)驗(yàn)室的前Fulbright Nehru博士研究員Shounak Roy。

創(chuàng)建電子皮膚的過(guò)程中，研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)出既能模仿人類(lèi)皮膚的靈活性，又包含生物電傳感功能，并且適用于可穿戴或可植入設(shè)備的耐用材料。

“過(guò)去，這些系統(tǒng)的剛性對(duì)我們的身體組織來(lái)說(shuō)過(guò)于僵硬，這阻礙了信號(hào)的傳導(dǎo)，并在生物與非生物的界面上造成了機(jī)械失配。” Deo博士解釋道。“我們采用了‘三重交聯(lián)’策略，成功克服了柔性生物電子學(xué)領(lǐng)域的一大限制?！?/div>

利用納米工程水凝膠解決了3D打印過(guò)程中的一些挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@種水凝膠在低剪切應(yīng)力下具有較低的粘度，使得在電子皮膚的制作過(guò)程中更易于處理和操作。團(tuán)隊(duì)指出，這一功能有助于構(gòu)建復(fù)雜的二維和三維電子結(jié)構(gòu)，這對(duì)于復(fù)制人類(lèi)皮膚的多面性至關(guān)重要。

研究人員還利用了二硫化鉬納米組件中的“原子缺陷”（一種含有缺陷的原子結(jié)構(gòu)材料，具有高導(dǎo)電性）和聚多巴胺納米顆粒，幫助電子皮膚更好地附著在濕潤(rùn)組織上。

“這些特別設(shè)計(jì)的二硫化鉬納米顆粒作為交聯(lián)劑，不僅形成了水凝膠網(wǎng)絡(luò)，還賦予了電子皮膚導(dǎo)電和導(dǎo)熱的性能；我們是首批報(bào)道使用這種材料作為關(guān)鍵成分的研究團(tuán)隊(duì)?！?Roy博士說(shuō)道。“這種材料能夠粘附于濕潤(rùn)的生物組織上，這對(duì)于醫(yī)療保健應(yīng)用尤為重要，因?yàn)殡娮悠つw需要能夠適應(yīng)并緊密貼合在動(dòng)態(tài)的、濕潤(rùn)的生物表面上?！?/div>

該項(xiàng)目的其他合作者還包括德克薩斯農(nóng)工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的Limei Tian博士小組成員以及印度曼迪理工學(xué)院的Amit Jaiswal博士。

導(dǎo)讀：人類(lèi)皮膚含有逾千個(gè)神經(jīng)末梢，是大腦與外界溝通的最大感官接口，能夠通過(guò)觸覺(jué)、溫度和壓力反饋豐富信息。盡管皮膚的這些復(fù)雜特性使其成為極為重要的器官，但也因此在復(fù)制上面臨巨大挑戰(zhàn)。

德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)采用了一種納米工程水凝膠，開(kāi)發(fā)出了一種3D打印的電子皮膚（E-skin），該水凝膠具有可調(diào)節(jié)的電子和熱生物傳感能力。這種電子皮膚能夠像人皮膚一樣彎曲、伸展并具有感知能力。

“這種能夠復(fù)制觸覺(jué)并將其融入各種技術(shù)的能力，為人機(jī)交互和高級(jí)感官體驗(yàn)帶來(lái)了新的可能性?！痹撔Ｉ镝t(yī)學(xué)工程系教授兼研究主管Akhilesh Gaharwar博士如是說(shuō)。他認(rèn)為這一技術(shù)有可能徹底轉(zhuǎn)變行業(yè)，并提升殘疾人的生活質(zhì)量。

電子皮膚未來(lái)的應(yīng)用前景極為廣泛，包括作為可穿戴健康設(shè)備，連續(xù)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)、體溫、心率和血壓等生命體征，向用戶提供反饋，幫助他們提升運(yùn)動(dòng)技能和協(xié)調(diào)性。

Gaharwar博士進(jìn)一步表示：“我們開(kāi)發(fā)電子皮膚的靈感來(lái)自于想在技術(shù)、人體和環(huán)境之間創(chuàng)造更先進(jìn)、多功能的交互界面?！彼?dòng)地分享說(shuō)：“這項(xiàng)研究最讓人興奮的是其在機(jī)器人、假肢、可穿戴技術(shù)、運(yùn)動(dòng)健身、安全系統(tǒng)及娛樂(lè)設(shè)備等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用?！?/div>

這項(xiàng)電子皮膚技術(shù)的研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上，由Gaharwar博士的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。該論文的主要作者包括Gaharwar博士的前學(xué)生、現(xiàn)Axent Biosciences的科學(xué)家Kaivalya Deo以及Gaharwar實(shí)驗(yàn)室的前Fulbright Nehru博士研究員Shounak Roy。

創(chuàng)建電子皮膚的過(guò)程中，研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)出既能模仿人類(lèi)皮膚的靈活性，又包含生物電傳感功能，并且適用于可穿戴或可植入設(shè)備的耐用材料。

“過(guò)去，這些系統(tǒng)的剛性對(duì)我們的身體組織來(lái)說(shuō)過(guò)于僵硬，這阻礙了信號(hào)的傳導(dǎo)，并在生物與非生物的界面上造成了機(jī)械失配。” Deo博士解釋道。“我們采用了‘三重交聯(lián)’策略，成功克服了柔性生物電子學(xué)領(lǐng)域的一大限制?！?/div>

利用納米工程水凝膠解決了3D打印過(guò)程中的一些挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@種水凝膠在低剪切應(yīng)力下具有較低的粘度，使得在電子皮膚的制作過(guò)程中更易于處理和操作。團(tuán)隊(duì)指出，這一功能有助于構(gòu)建復(fù)雜的二維和三維電子結(jié)構(gòu)，這對(duì)于復(fù)制人類(lèi)皮膚的多面性至關(guān)重要。

研究人員還利用了二硫化鉬納米組件中的“原子缺陷”（一種含有缺陷的原子結(jié)構(gòu)材料，具有高導(dǎo)電性）和聚多巴胺納米顆粒，幫助電子皮膚更好地附著在濕潤(rùn)組織上。

“這些特別設(shè)計(jì)的二硫化鉬納米顆粒作為交聯(lián)劑，不僅形成了水凝膠網(wǎng)絡(luò)，還賦予了電子皮膚導(dǎo)電和導(dǎo)熱的性能；我們是首批報(bào)道使用這種材料作為關(guān)鍵成分的研究團(tuán)隊(duì)?！?Roy博士說(shuō)道。“這種材料能夠粘附于濕潤(rùn)的生物組織上，這對(duì)于醫(yī)療保健應(yīng)用尤為重要，因?yàn)殡娮悠つw需要能夠適應(yīng)并緊密貼合在動(dòng)態(tài)的、濕潤(rùn)的生物表面上?！?/div>

該項(xiàng)目的其他合作者還包括德克薩斯農(nóng)工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的Limei Tian博士小組成員以及印度曼迪理工學(xué)院的Amit Jaiswal博士。