具有自我修复功能的合成皮肤，对触摸敏感

在我们能够制造出符合我们最生动的科幻梦境的逼真的人形机器人之前，研究人员必须通过合成技术模拟许多人体系统。其中最有挑战性的是人类皮肤；我们的皮肤充满了神经末梢，能够随着时间的推移自我修复，既是一个巨大的感觉系统，也是我们内脏和外界之间的屏障。现在，斯坦福大学的一个跨学科研究团队创造了第一种合成材料，它既能在室温下自我修复，又能对触摸敏感——这一突破可能成为一种新型机器人皮肤的开端（同时，它也将享受更多实际应用，如增强型假肢）。

斯坦福大学的这种材料远非第一种自修复塑料或聚合物，但它确实具有一些与众不同的优势。首先，许多自修复材料需要某种催化剂或特殊条件才能修复，例如暴露在高温或特定光谱下。其他材料可以在室温下修复，但通常只能修复一次——修复过程会改变它们的化学结构，因此它们无法修复第二次，更不用说第三次或第四次了。

然后，如果你真正想要的是皮肤的模拟物，那么触摸灵敏度就会有问题。大多数塑料、聚合物等（自修复研究中使用的主要材料）都是极好的绝缘体。但要让材料具有触觉，并使其与更大的数字系统交互，你真的需要导电的东西。这就是斯坦福团队真正开辟新天地的地方。他们的材料可以在室温下多次修复自身的割伤或撕裂，而且它还具有导电性。

研究人员是如何做到的呢？他们从一种由简单氢键连接的分子链组成的塑料开始。这赋予了塑料自愈能力，因为这些键很容易断裂，但也很容易通过简单地将断裂的链重新连接起来而重建。在实验室中，研究人员将一块材料完全切开，分成两半。将切开的边缘按回原位几秒钟后，其强度恢复了四分之三。半小时内，其强度恢复到接近 100%。经过 50 次这样的试验，材料仍然恢复得很好。

然后，为了实现导电性，研究人员在塑料中分布了镍粒子。这些镍粒子不仅增加了材料的机械强度，而且还充当了电子在材料中移动的手段，从一个粒子跳到另一个粒子，产生电流。弯曲、屈曲或以其他方式扭曲材料会改变镍粒子之间的距离，从而改变材料对电流的电阻。可以测量该电阻来确定皮肤的形状以及施加在其上的任何压力。

很容易想象，未来假肢中会集成这种材料，帮助那些失去肢体的人恢复触觉。更直接的是，这种材料可以用来包裹其他电子设备，使它们具有自愈能力。这项研究发表在 11 月 11 日的《自然纳米技术》杂志上。

斯坦福工程