持續研究，中科院寧波材料所在自愈合離子皮膚領域取得系列進展
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皮膚是人體重要的器官。它可以通過離子傳輸機制實現對機械外力的感知，如壓力、應變和扭轉。同時，它還具有自我修復的能力，可以在外部損壞后恢復其初始功能。受人類皮膚感知結構的啟發，個別研究團隊報告了幾種具有離子傳輸機制的離子皮膚。它們具有高抗干擾性、出色的空間分辨率和對靜態和動態刺激的出色響應。然而，這些離子皮膚容易遭受持續磨損，導致意外的機械損傷，導致功能中斷或設備壽命減少。因此，與人體皮膚相似的自愈能力是恢復受損功能以確保穩定性和延長設備使用壽命所必需的重要固有屬性。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所生物基高分子材料團隊在朱錦研究員的帶領下基于多年的自愈合材料和電子皮膚的研發經驗（Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2106341； Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2009869； Chemical Engineering Journal, 2021, 420, 127691； Chemical Engineering Journal, 2021, 410, 128363； ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 11072； Materials Today Physics, 2020, 14, 100219.），同時與韓國漢陽大學的Do Hwan Kim教授團隊以及韓國忠南大學的Kyung Jin Lee教授團隊共同合作，開發出一種“超靈敏且可自修復的離子皮膚”。它擁有像人體皮膚一樣的彈性且具有自我修復能力，靈敏的觸覺功能可以隨著傷口的愈合而恢復。
首先，上述研究團隊基于觸覺細胞的機械刺激響應原理，設計合成了一種含有動態二硫官能團和氯取代基的新型熱塑性聚氨酯材料，模擬了真實人體皮膚的自我修復功能和生物離子信號傳輸機制。動態二硫鍵一直在進行可逆的動態鍵合，傷口可以在室溫下快速自愈，而無需額外的能量。其次，他們在用離子液體作為信號傳輸介質填充熱塑性聚氨酯材料后，開發了一種新型離子導體。最后，以銀納米線作為柔性電極和聚氨酯作為包裝材料組裝目標離子皮膚。由于聚氨酯中引入的氯取代基的電負性高，它與離子液體具有可逆的離子偶極相互作用。通過機械刺激改變氯取代基和離子液體之間的可逆離子偶極相互作用，可以有效地改善瞬時電容和初始電容之間的差異，從而提高靈敏度。此外，在本研究工作中系統地描述了壓電離子動力學的機理，以解釋高靈敏度的引發原理。這項研究成果模擬了類似于生物觸覺細胞的離子信號傳輸系統，根據力的變化控制離子導體中的離子分布，并使觸覺感知最大化。它提出了一種可以同時恢復傷口和觸覺功能的離子皮膚技術的新概念，并有望應用于可穿戴醫療領域的人機界面，具有重要意義。
相關成果以“Ultrafast, autonomous self-healable iontronic skin exhibiting piezo-ionic dynamics”為題在Nature Communications期刊上在線發表。本工作的通訊作者為中科院寧波材料所應鄔彬副研究員、韓國漢陽大學Do Hwan Kim教授以及韓國忠南大學Kyung Jin Lee教授，第一作者為韓國漢陽大學Elvis K. Boahen和韓國忠南大學潘寶海博士。
離子皮膚的設計概念設計：由離子動力學產生的動作電位刺激和動態二硫鍵的鍵交換效應模擬人體皮膚的外力感知和自愈合功能。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所生物基高分子材料團隊在朱錦研究員的帶領下基于多年的自愈合材料和電子皮膚的研發經驗（Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2106341； Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2009869； Chemical Engineering Journal, 2021, 420, 127691； Chemical Engineering Journal, 2021, 410, 128363； ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 11072； Materials Today Physics, 2020, 14, 100219.），同時與韓國漢陽大學的Do Hwan Kim教授團隊以及韓國忠南大學的Kyung Jin Lee教授團隊共同合作，開發出一種“超靈敏且可自修復的離子皮膚”。它擁有像人體皮膚一樣的彈性且具有自我修復能力，靈敏的觸覺功能可以隨著傷口的愈合而恢復。
首先，上述研究團隊基于觸覺細胞的機械刺激響應原理，設計合成了一種含有動態二硫官能團和氯取代基的新型熱塑性聚氨酯材料，模擬了真實人體皮膚的自我修復功能和生物離子信號傳輸機制。動態二硫鍵一直在進行可逆的動態鍵合，傷口可以在室溫下快速自愈，而無需額外的能量。其次，他們在用離子液體作為信號傳輸介質填充熱塑性聚氨酯材料后，開發了一種新型離子導體。最后，以銀納米線作為柔性電極和聚氨酯作為包裝材料組裝目標離子皮膚。由于聚氨酯中引入的氯取代基的電負性高，它與離子液體具有可逆的離子偶極相互作用。通過機械刺激改變氯取代基和離子液體之間的可逆離子偶極相互作用，可以有效地改善瞬時電容和初始電容之間的差異，從而提高靈敏度。此外，在本研究工作中系統地描述了壓電離子動力學的機理，以解釋高靈敏度的引發原理。這項研究成果模擬了類似于生物觸覺細胞的離子信號傳輸系統，根據力的變化控制離子導體中的離子分布，并使觸覺感知最大化。它提出了一種可以同時恢復傷口和觸覺功能的離子皮膚技術的新概念，并有望應用于可穿戴醫療領域的人機界面，具有重要意義。
相關成果以“Ultrafast, autonomous self-healable iontronic skin exhibiting piezo-ionic dynamics”為題在Nature Communications期刊上在線發表。本工作的通訊作者為中科院寧波材料所應鄔彬副研究員、韓國漢陽大學Do Hwan Kim教授以及韓國忠南大學Kyung Jin Lee教授，第一作者為韓國漢陽大學Elvis K. Boahen和韓國忠南大學潘寶海博士。
離子皮膚的設計概念設計：由離子動力學產生的動作電位刺激和動態二硫鍵的鍵交換效應模擬人體皮膚的外力感知和自愈合功能。
