耐用的离子传感材料既抗疲劳又能像人类皮肤一样自我修复，对于使用寿命更长的软电子和机器人来说必不可少。然而，大多数现有的基于网络重构生产的自愈合人造离子皮肤由于低能量无定形聚合物链容易断裂并易于裂纹扩展，具有低疲劳阈值。
近日，受皮肤可修复纳米纤维结构的启发，东华大学武培怡教授，孙胜童研究员设计了一种人工传感离子皮肤，将高能自愈弹性纳米网状支架嵌入到另一种自愈的软离子基质中。
文章要点
1）这种混合设计导致超高的断裂能（16.3 kJ m-2）和疲劳阈值（2950 J m-2），具有类似皮肤的自愈合能力、柔软性（模量约1.8 MPa）、拉伸性（680%）和应变硬化响应（硬化至67.5 MPa，相当于37倍的硬度增强）。此外，离子基质的离子电导率对湿度高度敏感（RH 20%：5.5×104 S m-1；RH 90% ：4.8 S m-1）。
2）研究发现，纳米纤维的张力诱导排列迫使吸湿性离子基质可逆地呼吸空气中的水分，导致本质上可拉伸的离子导体的拉伸感觉大大增强，达到创纪录的66.8倍。
3）这种人造离子皮肤在一些突出的感知/机械特性(感觉、柔软性、延展性、自我修复、应变僵硬、抗疲劳)方面类似甚至超过人类皮肤。此外，离子皮肤具有透明性、抗冻性、环境稳定性和粘附性，进一步赋予了其在各种传感场景中的巨大应用潜力。
参考文献
Wang, J., Wu, B., Wei, P. et al. Fatigue-free artificial ionic skin toughened by self-healable elastic nanomesh. Nat Commun 13, 4411 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-32140-3
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32140-3
