林寬雨

提起機(jī)器人，相信很多人第一時(shí)間想到的都是一副冰冷的金屬外表，因?yàn)闊o論是在電影里還是現(xiàn)實(shí)中，機(jī)器人基本上都是用鋼鐵打造身體的。我們對(duì)機(jī)器人的這種固有印象在未來或許會(huì)發(fā)生改變，有一種神奇的皮膚能讓機(jī)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(yōu)點(diǎn)

簡(jiǎn)單來說，離子皮膚就是一種模仿人類真實(shí)皮膚的仿生材料，它不僅能夠模擬人類皮膚的結(jié)構(gòu)，還擁有真實(shí)皮膚的兩大優(yōu)點(diǎn)：

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(dāng)皮膚受到外界刺激后，會(huì)將刺激轉(zhuǎn)變成電信號(hào)， 這些電信號(hào)會(huì)通過神經(jīng)元傳入大腦皮層，讓人體獲得相應(yīng)的感知。作為類真人皮膚，離子皮膚同樣擁有這個(gè)能力。離子皮膚由生物相容的聚氨酯材料與離子液體構(gòu)成，當(dāng)受到外界刺激時(shí)，這種材料同樣能產(chǎn)生電信號(hào)并將信號(hào)傳遞到電路系統(tǒng)中，讓系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)或作出反應(yīng)。

No.2 自愈能力

除了感知能力，離子皮膚還具有真實(shí)皮膚的另一個(gè)神奇能力——自愈能力。我們?cè)谏钪须y免會(huì)遇到蹭破皮膚、出血的情況，在這種情況出現(xiàn)后，我們的皮膚會(huì)開始自愈操作。一般情況下，用不了多長(zhǎng)時(shí)間，血就會(huì)自然止住。再過幾天，出血處會(huì)結(jié)痂，等痂脫落后會(huì)發(fā)現(xiàn)皮膚上的傷口已經(jīng)消失。再過一段時(shí)間，皮膚就徹底恢復(fù)了原來的模樣。在中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的科研團(tuán)隊(duì)與韓國(guó)漢陽大學(xué)、韓國(guó)忠南大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)的共同努力下，擁有自愈能力的新型離子皮膚也出現(xiàn)了。

真實(shí)的皮膚是靠身體本身的功能實(shí)現(xiàn)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(jìn)行自我修復(fù)的新型材料，它的最大特點(diǎn)就是能夠識(shí)別損害的出現(xiàn)，并立即進(jìn)行修復(fù)，延長(zhǎng)物品的使用壽命。根據(jù)修復(fù)方式的不同，自愈合材料可分為外援型自修復(fù)與本征型自修復(fù)。其中，外援型自修復(fù)指的是通過在材料內(nèi)部或表面添加一些功能性載體實(shí)現(xiàn)自修復(fù)；本征型自修復(fù)則是指利用材料內(nèi)部具有能進(jìn)行可逆性化學(xué)反應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。

科研團(tuán)隊(duì)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(fù)實(shí)現(xiàn)離子皮膚自愈的。科研團(tuán)隊(duì)在制作離子皮膚的材料中引入了動(dòng)態(tài)二硫鍵，這是一種能讓開口兩側(cè)的材料再度結(jié)合起來的化學(xué)鍵，在它的幫助下，有傷口的離子皮膚就能實(shí)現(xiàn)自愈合啦。值得一提的是，含有動(dòng)態(tài)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(shí)皮膚快得多。

研究還在路上

神奇的離子皮膚讓我們對(duì)機(jī)器人有了更多暢想，相信未來的機(jī)器人在離子皮膚的幫助下會(huì)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?nèi)祟悗肀憷１热?，我們的身體如果因?yàn)橐馔獬霈F(xiàn)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(shí)，離子皮膚還可以用來監(jiān)測(cè)人體健康狀況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)反饋、及時(shí)治療，減少某些疾病對(duì)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(shí)際應(yīng)用還有比較長(zhǎng)的路要走。希望未來的某一天，離子皮膚真如科學(xué)家期待的那樣進(jìn)入我們的生活，給我們的生活帶來更多精彩。

知識(shí)拓展

神奇的電子皮膚

科學(xué)家研發(fā)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(tǒng)塊狀結(jié)構(gòu)、像紙或手機(jī)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(yīng)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(jīng)過一些專業(yè)訓(xùn)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(duì)物體的感知結(jié)果還不能像真實(shí)皮膚那樣轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳遞到大腦皮層。

和離子皮膚一樣，電子皮膚在未來也會(huì)有很多用途，比如用在機(jī)器人身上。借助電子皮膚產(chǎn)生的觸覺，機(jī)器人不僅能更好地讀取環(huán)境中的壓力信號(hào)，讓自己的行動(dòng)更精確，還能更準(zhǔn)確地完成抓、握等動(dòng)作。除了充當(dāng)真實(shí)皮膚，未來的電子皮膚還能客串監(jiān)測(cè)設(shè)備，將它們貼在衣服上，就可以測(cè)量陽光中的紫外線強(qiáng)度、濕度、磁場(chǎng)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(zé)任編輯：白玉磊）