導讀：人類皮膚含有逾千個神經(jīng)末梢，是大腦與外界溝通的最大感官接口，能夠通過觸覺、溫度和壓力反饋豐富信息。盡管皮膚的這些復雜特性使其成為極為重要的器官，但也因此在復制上面臨巨大挑戰(zhàn)。

德克薩斯農(nóng)工大學的研究團隊采用了一種納米工程水凝膠，開發(fā)出了一種3D打印的電子皮膚（E-skin），該水凝膠具有可調(diào)節(jié)的電子和熱生物傳感能力。這種電子皮膚能夠像人皮膚一樣彎曲、伸展并具有感知能力。

“這種能夠復制觸覺并將其融入各種技術的能力，為人機交互和高級感官體驗帶來了新的可能性。”該校生物醫(yī)學工程系教授兼研究主管Akhilesh Gaharwar博士如是說。他認為這一技術有可能徹底轉(zhuǎn)變行業(yè)，并提升殘疾人的生活質(zhì)量。

電子皮膚未來的應用前景極為廣泛，包括作為可穿戴健康設備，連續(xù)監(jiān)控運動、體溫、心率和血壓等生命體征，向用戶提供反饋，幫助他們提升運動技能和協(xié)調(diào)性。

Gaharwar博士進一步表示：“我們開發(fā)電子皮膚的靈感來自于想在技術、人體和環(huán)境之間創(chuàng)造更先進、多功能的交互界面?！彼拥胤窒碚f：“這項研究最讓人興奮的是其在機器人、假肢、可穿戴技術、運動健身、安全系統(tǒng)及娛樂設備等領域的潛在應用?！?/div>

這項電子皮膚技術的研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進功能材料》雜志上，由Gaharwar博士的實驗室開發(fā)。該論文的主要作者包括Gaharwar博士的前學生、現(xiàn)Axent Biosciences的科學家Kaivalya Deo以及Gaharwar實驗室的前Fulbright Nehru博士研究員Shounak Roy。

創(chuàng)建電子皮膚的過程中，研究人員面臨的一個挑戰(zhàn)是開發(fā)出既能模仿人類皮膚的靈活性，又包含生物電傳感功能，并且適用于可穿戴或可植入設備的耐用材料。

“過去，這些系統(tǒng)的剛性對我們的身體組織來說過于僵硬，這阻礙了信號的傳導，并在生物與非生物的界面上造成了機械失配?！?Deo博士解釋道?！拔覀儾捎昧恕亟宦?lián)’策略，成功克服了柔性生物電子學領域的一大限制?！?/div>

利用納米工程水凝膠解決了3D打印過程中的一些挑戰(zhàn)，因為這種水凝膠在低剪切應力下具有較低的粘度，使得在電子皮膚的制作過程中更易于處理和操作。團隊指出，這一功能有助于構建復雜的二維和三維電子結構，這對于復制人類皮膚的多面性至關重要。

研究人員還利用了二硫化鉬納米組件中的“原子缺陷”（一種含有缺陷的原子結構材料，具有高導電性）和聚多巴胺納米顆粒，幫助電子皮膚更好地附著在濕潤組織上。

“這些特別設計的二硫化鉬納米顆粒作為交聯(lián)劑，不僅形成了水凝膠網(wǎng)絡，還賦予了電子皮膚導電和導熱的性能；我們是首批報道使用這種材料作為關鍵成分的研究團隊?！?Roy博士說道?！斑@種材料能夠粘附于濕潤的生物組織上，這對于醫(yī)療保健應用尤為重要，因為電子皮膚需要能夠適應并緊密貼合在動態(tài)的、濕潤的生物表面上?！?/div>

該項目的其他合作者還包括德克薩斯農(nóng)工大學生物醫(yī)學工程系的Limei Tian博士小組成員以及印度曼迪理工學院的Amit Jaiswal博士。

導讀：人類皮膚含有逾千個神經(jīng)末梢，是大腦與外界溝通的最大感官接口，能夠通過觸覺、溫度和壓力反饋豐富信息。盡管皮膚的這些復雜特性使其成為極為重要的器官，但也因此在復制上面臨巨大挑戰(zhàn)。

德克薩斯農(nóng)工大學的研究團隊采用了一種納米工程水凝膠，開發(fā)出了一種3D打印的電子皮膚（E-skin），該水凝膠具有可調(diào)節(jié)的電子和熱生物傳感能力。這種電子皮膚能夠像人皮膚一樣彎曲、伸展并具有感知能力。

“這種能夠復制觸覺并將其融入各種技術的能力，為人機交互和高級感官體驗帶來了新的可能性。”該校生物醫(yī)學工程系教授兼研究主管Akhilesh Gaharwar博士如是說。他認為這一技術有可能徹底轉(zhuǎn)變行業(yè)，并提升殘疾人的生活質(zhì)量。

電子皮膚未來的應用前景極為廣泛，包括作為可穿戴健康設備，連續(xù)監(jiān)控運動、體溫、心率和血壓等生命體征，向用戶提供反饋，幫助他們提升運動技能和協(xié)調(diào)性。

Gaharwar博士進一步表示：“我們開發(fā)電子皮膚的靈感來自于想在技術、人體和環(huán)境之間創(chuàng)造更先進、多功能的交互界面?！彼拥胤窒碚f：“這項研究最讓人興奮的是其在機器人、假肢、可穿戴技術、運動健身、安全系統(tǒng)及娛樂設備等領域的潛在應用?！?/div>

這項電子皮膚技術的研究成果已經(jīng)發(fā)表在《先進功能材料》雜志上，由Gaharwar博士的實驗室開發(fā)。該論文的主要作者包括Gaharwar博士的前學生、現(xiàn)Axent Biosciences的科學家Kaivalya Deo以及Gaharwar實驗室的前Fulbright Nehru博士研究員Shounak Roy。

創(chuàng)建電子皮膚的過程中，研究人員面臨的一個挑戰(zhàn)是開發(fā)出既能模仿人類皮膚的靈活性，又包含生物電傳感功能，并且適用于可穿戴或可植入設備的耐用材料。

“過去，這些系統(tǒng)的剛性對我們的身體組織來說過于僵硬，這阻礙了信號的傳導，并在生物與非生物的界面上造成了機械失配?！?Deo博士解釋道?！拔覀儾捎昧恕亟宦?lián)’策略，成功克服了柔性生物電子學領域的一大限制?！?/div>

利用納米工程水凝膠解決了3D打印過程中的一些挑戰(zhàn)，因為這種水凝膠在低剪切應力下具有較低的粘度，使得在電子皮膚的制作過程中更易于處理和操作。團隊指出，這一功能有助于構建復雜的二維和三維電子結構，這對于復制人類皮膚的多面性至關重要。

研究人員還利用了二硫化鉬納米組件中的“原子缺陷”（一種含有缺陷的原子結構材料，具有高導電性）和聚多巴胺納米顆粒，幫助電子皮膚更好地附著在濕潤組織上。

“這些特別設計的二硫化鉬納米顆粒作為交聯(lián)劑，不僅形成了水凝膠網(wǎng)絡，還賦予了電子皮膚導電和導熱的性能；我們是首批報道使用這種材料作為關鍵成分的研究團隊?！?Roy博士說道?！斑@種材料能夠粘附于濕潤的生物組織上，這對于醫(yī)療保健應用尤為重要，因為電子皮膚需要能夠適應并緊密貼合在動態(tài)的、濕潤的生物表面上?！?/div>

該項目的其他合作者還包括德克薩斯農(nóng)工大學生物醫(yī)學工程系的Limei Tian博士小組成員以及印度曼迪理工學院的Amit Jaiswal博士。