皮肤作为人体最大的器官，在保护人体免受环境危害的同时，还能及时感知外界环境的温度、压力和振动。在物联网时代，电子皮肤甚至可以超越人类皮肤的感官功能，成为一种基础的数据采集设备，广泛应用于人工假肢、智能机器人、可穿戴设备、健康监测系统等领域。近日，在陕西科技大学王学川教授和刘新华讲师团队等人带领下，构建了一种基于蜘蛛网和蚂蚁触角状的多层纳米结构的仿生多功能电子皮肤，通过摩擦纳米发电机收集生物能量，同时检测压力、湿度和温度。电子皮肤采用聚乙烯醇/聚偏氟乙烯纳米纤维的蜘蛛网结构、内珠链结构和基于胶原聚集纳米纤维的正摩擦材料，其压敏性最高（0.48 V kPa-1），检测范围最高（0-135 kPa）。同时，模仿蚂蚁触角的纳米纤维为电子皮肤提供了较短的响应和恢复时间（分别为16和25秒），适用于较宽的湿度范围（25-85%RH）。电子皮肤在周围温度（27-55℃）范围内显示出电阻温度系数为TCR=0.0075℃-1。此外，天然胶原蛋白聚合体和全纳米纤维结构确保了电子皮肤的生物降解性、生物相容性和透气性，显示出强大的实用性。
文献链接：Spider-Web and Ant-Tentacle Doubly Bio-Inspired Multifunctional Self-Powered Electronic Skin with Hierarchical Nanostructure，Adv. Sci.，2021
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