人類皮膚是感知的關(guān)鍵器官，通過離子運動實現(xiàn)觸覺、熱覺、本體感覺以及疼痛感知等功能，同時具有機(jī)械韌性和自愈能力以提供保護(hù)。受到這些特性的啟發(fā)，研究人員嘗試開發(fā)基于離子動力學(xué)的可拉伸、自愈傳感器。然而，目前大多數(shù)自愈傳感器存在斷裂強(qiáng)度和韌性較低的問題。

研究者開發(fā)了一種基于離子的自愈電子皮膚，具有極高的斷裂強(qiáng)度和韌性。通過引入兩種正交動態(tài)交聯(lián)鍵：動態(tài)芳香二硫鍵和2-脲基-4-嘧啶酮(2-ureido-4-pyrimidone)基團(tuán)，大幅提升了自愈聚合物和離子導(dǎo)體的性能。這些動態(tài)交聯(lián)鍵在離子液體存在的條件下，依然能夠提供自愈能力和高機(jī)械韌性。

實驗結(jié)果表明自愈聚合物和自愈離子導(dǎo)體分別展現(xiàn)出優(yōu)異的拉伸性(700%、850%)、斷裂強(qiáng)度34 (MPa、30 MPa)以及韌性(78.5 MJ/m3、87.3 MJ/m3)，這些數(shù)值均為目前自愈離子導(dǎo)體中最高的報道值?；谶@些材料，研究者開發(fā)了多種完全自愈的傳感器及能夠在機(jī)械損傷后自主修復(fù)的軟體抓手。通過整合這些組件，進(jìn)一步構(gòu)建了適用于軟體機(jī)器人應(yīng)用的綜合性自愈電子皮膚。