“神奇”离子皮肤能阻燃还能预警

你是否曾经在科幻电影中看到，未来机器人的皮肤，除了弹性十足、受伤能自动修复，遇到高温燃烧还可以阻燃，同时传递信号、连接无线终端实施预警。上海科技大学物质学院凌盛杰课题组近期开发的新型离子皮肤材料i-skin，将未来照进现实。

生物体通过离子运输实现信号传递。这一研究以天然蚕丝蛋白和钙离子为原料，通过不同的合成策略，制备出一种透明、可拉伸、可自修复、高生物安全、可阻燃且导电的离子皮肤材料i-skin；并开发了一种在极端条件（火灾）下可以通过无线信号传递预警信息的报警系统。相关工作补充了近年来可穿戴设备防火安全性研究中的欠缺，并为人工皮肤的设计提供新的灵感。

该离子皮肤材料制备方法简单，可大规模应用生产。其本身具有高透明性和良好的柔性，通过调控钙离子含量可以控制它在不同环境中的力学性能。“在高湿度环境中，它具有很好的黏附性和自愈性能，也可达到在不同温度和湿度下良好的可拉伸性质，伸长率高达1200%，同时导电性也满足可穿戴器件的需求。”该校物质学院2019级硕士研究生刘强介绍。

科研人员还进一步探究极端条件下离子皮肤材料离子导体的电学行为。火焰炙烧下，其电阻值会在初始期快速下降，并维持一段较长的稳定期，其间仍然可以导电。基于这种特殊的性质，研究团队设计开发出一种可以无线传递信息的火灾报警系统。在离子皮肤保护下，易燃材料在火焰下可以长时间地维持力学形貌，而不被燃烧分解，同时仍然可以为系统提供火灾报警信息。

“该成果为研究这类材料燃烧机制提供了可行的方案，也为一类基于离子导体的新型人造皮肤设计提供了新的思路，对提升可穿戴设备安全性有重要的启示。”刘强告诉记者。 本报记者 郜阳