本領超強的仿生皮膚

林寬雨

提起機器人，相信很多人第一時間想到的都是一副冰冷的金屬外表，因為無論是在電影里還是現實中，機器人基本上都是用鋼鐵打造身體的。我們對機器人的這種固有印象在未來或許會發生改變，有一種神奇的皮膚能讓機器人更接近人類，這就是被一些人稱為“類真人皮膚”的離子皮膚。今天，我們就一起來聊聊這種皮膚的奧秘。

離子皮膚的兩大優點

簡單來說，離子皮膚就是一種模仿人類真實皮膚的仿生材料，它不僅能夠模擬人類皮膚的結構，還擁有真實皮膚的兩大優點：

No.1 感知能力

皮膚作為人體的傳感器，能夠感知外界的刺激。當皮膚受到外界刺激后，會將刺激轉變成電信號， 這些電信號會通過神經元傳入大腦皮層，讓人體獲得相應的感知。作為類真人皮膚，離子皮膚同樣擁有這個能力。離子皮膚由生物相容的聚氨酯材料與離子液體構成，當受到外界刺激時，這種材料同樣能產生電信號并將信號傳遞到電路系統中，讓系統記錄數據或作出反應。

No.2 自愈能力

除了感知能力，離子皮膚還具有真實皮膚的另一個神奇能力——自愈能力。我們在生活中難免會遇到蹭破皮膚、出血的情況，在這種情況出現后，我們的皮膚會開始自愈操作。一般情況下，用不了多長時間，血就會自然止住。再過幾天，出血處會結痂，等痂脫落后會發現皮膚上的傷口已經消失。再過一段時間，皮膚就徹底恢復了原來的模樣。在中國科學院寧波材料技術與工程研究所的科研團隊與韓國漢陽大學、韓國忠南大學的科研團隊的共同努力下，擁有自愈能力的新型離子皮膚也出現了。

真實的皮膚是靠身體本身的功能實現愈合的，這種新型離子皮膚又是如何完成這一操作的呢？答案是靠自愈合材料的愈合能力完成。自愈合材料是一種受損后能夠進行自我修復的新型材料，它的最大特點就是能夠識別損害的出現，并立即進行修復，延長物品的使用壽命。根據修復方式的不同，自愈合材料可分為外援型自修復與本征型自修復。其中，外援型自修復指的是通過在材料內部或表面添加一些功能性載體實現自修復；本征型自修復則是指利用材料內部具有能進行可逆性化學反應的分子結構實現自我修復。

科研團隊合作研制的擁有自愈能力的新型離子皮膚，就是利用本征型自修復實現離子皮膚自愈的。科研團隊在制作離子皮膚的材料中引入了動態二硫鍵，這是一種能讓開口兩側的材料再度結合起來的化學鍵，在它的幫助下，有傷口的離子皮膚就能實現自愈合啦。值得一提的是，含有動態二硫鍵的離子皮膚被切割后很快就能愈合，其愈合速度要比真實皮膚快得多。

研究還在路上

神奇的離子皮膚讓我們對機器人有了更多暢想，相信未來的機器人在離子皮膚的幫助下會更接近人類，甚至有望像一些科幻電影中演的那樣和人類真假難辨。此外，離子皮膚也能給我們人類帶來便利。比如，我們的身體如果因為意外出現大面積缺損，喪失感知能力，離子皮膚或許可以幫助我們重新建立皮膚感知功能。同時，離子皮膚還可以用來監測人體健康狀況，一旦發現問題，及時反饋、及時治療，減少某些疾病對我們身體的傷害。

但需要說明的是，由于制造工藝不成熟，離子皮膚距離實際應用還有比較長的路要走。希望未來的某一天，離子皮膚真如科學家期待的那樣進入我們的生活，給我們的生活帶來更多精彩。

知識拓展

神奇的電子皮膚

科學家研發的高科技皮膚不止離子皮膚這一種，電子皮膚同樣科技含量滿滿。

提到電子皮膚，就不得不提一下柔性電子，這是一種有別于傳統塊狀結構、像紙或手機膜一樣輕薄柔軟且具有彈性的電子器件。電子皮膚就是柔性電子的主要應用之一。依靠所安裝的壓力傳感器，電子皮膚不僅能感知所觸碰物體的軟硬程度，還能感知物體的形狀，在經過一些專業訓練后，甚至能鑒定出不同形狀的物體。美中不足的是，電子皮膚對物體的感知結果還不能像真實皮膚那樣轉化成電信號傳遞到大腦皮層。

和離子皮膚一樣，電子皮膚在未來也會有很多用途，比如用在機器人身上。借助電子皮膚產生的觸覺，機器人不僅能更好地讀取環境中的壓力信號，讓自己的行動更精確，還能更準確地完成抓、握等動作。除了充當真實皮膚，未來的電子皮膚還能客串監測設備，將它們貼在衣服上，就可以測量陽光中的紫外線強度、濕度、磁場等信息。相信神奇的電子皮膚在未來也能給我們帶來很多驚喜，讓我們拭目以待吧！

（責任編輯：白玉磊）