“理想的电子皮肤将模拟人体皮肤的许多自然功能，比如感知温度和触觉，准确、实时，”KAUST 的Yichen Cai博士说。“然而，制造出既能完成如此精细的任务，又能承受日常生活中的颠簸和擦伤的适当的柔性电子产品是一项挑战，而且每种涉及到的材料都必须经过精心设计。”

大多数电子皮肤是通过在附着在人体皮肤上的弹性表面上的活性纳米材料（传感器）分层制成的。然而，如果这些材料的柔韧性太弱，那么这些层之间的连接就会变得脆弱，而这也会降低电路的耐久性。

“皮肤电子产品的前景一直在以惊人的速度变化，”Cai说。“2D传感器的出现加速了将这些原子薄、机械强度高的材料整合到功能性、耐用的人造皮肤中的成效。”

现在已经出现了一种耐用的电子皮肤，它使用二氧化硅纳米粒子增强的水凝胶作为坚固和有弹性的基底，用二维碳化钛MXene作为传感层，用高导电性的纳米线连接在一起。

“水凝胶中70%以上是水，这使得它们与人体皮肤组织非常相容，”作者Jie Shen解释说。通过向各个方向预拉伸水凝胶，应用一层纳米线，然后小心地控制其释放，研究人员创建了通向传感器层的导电路径，即使当材料拉伸到原来尺寸的28倍时，这些路径仍然保持完好。

他们的电子皮肤原型可以在20厘米外感知物体，在不到十分之一秒的时间内对刺激做出反应，当用作压力传感器时，可以分辨出写在上面的笔迹。经过5000次变形后，它仍能很好地工作，每次恢复时间约为四分之一秒。

“电子皮肤在反复使用后仍能保持韧性，这是一个惊人的成就，”Shen说。“它模仿了人类皮肤的弹性和快速恢复。”

这样的电子皮肤可以监测一系列生物信息，比如血压的变化，从动脉的振动到四肢和关节的运动都可以检测到。这些数据可以通过Wi-Fi在云端共享和存储。

原文检索：Mixed-dimensional MXene-hydrogel heterostructures for electronic skin sensors with ultrabroad working range

（生物通：伍松）