科罗拉多大学科学家研制出100%回收的可自愈电子皮肤

为了打造更加环保的电子设备，研究人员们设想了一种可以完全回收的“电子皮肤”。而且即便被撕裂，e-skin也能够自我修复。据发表在《科学进展》(Science Advances)的研究所述，该设备本质上是一片装有传感器的薄膜，能够测量压力、温度、湿度、以及气流。该薄膜由是三种现已商用的化合物、以及纳米银颗粒混合而成。

如果给“电子皮肤”划了一刀，两侧流出的化学物质即可自行“恢复如初”。即便表面破损，也可以将薄膜丢进溶液中，让材料重新“液化植皮”。有朝一日，这项技术或被用于假体、机器人、或智能织物上。

实际上，全球有许多实验室都在开发电子皮肤。比如一支欧洲研究团队就开发出了一种允许用户通过磁铁来操纵(而不接触物体)的方案。此外，日本也有一项将智能衬衫变为电子游戏运动控制器的技术。

图1：完全可回收的可塑性电子皮肤

不过最新研究成果的特殊之处，就是它可以回收再利用：以美国为例，仅在2014年，该国就创造了160亿磅(近726万吨)的电子废弃物，而所有这些电路板、晶体管、硬盘，都含有必须妥善处理的有毒化学物质。

图2：薄膜纯度和导电特性

研究合著者、科罗拉多大学波德分校机械工程助理教授肖建亮表示：这种特殊的设备不会产生任何废弃物，我们想让钉子产品变得更加环保。

图3：左上为循环回收过程示意图

即便“电子皮肤”严重受损，也可以通过“循环解决方案”来回收利用：溶液可以将基质分解为小分子，让纳米银离子沉入底部，然后所有材料都可以被重新利用来制造另一片功能性电子皮肤。在140℉(60℃)的情况下，完整回收耗时30分钟左右;如果在室温下，则需要10小时。相比之下，材料“自愈”的速度要快很多 —— 室温下不到半小时，60℃下只需几分钟。

图4：上部为电子皮肤设计示意图

这种电子皮肤并非十全十美，它虽然柔软，但不像人类皮肤那样富有弹性。教授表示，他和同事们正在努力提升设备的可扩展性，以便更轻松地运用到假肢或机器人的制造嵌入。

不过最让他们激动的，还是这项研究的环保特性：“我们面临着日益严重的污染问题，环保的重要性也与日俱增。为了自己和下一代，都必须确保自然安全”。

论文链接：

http://advances.sciencemag.org/content/4/2/eaaq0508

来源：cnBeta