智能穿戴和创伤治疗的新贵—导电水凝胶

　　阿卜杜拉国王科技大学(KAUST-King Abdullah University of Science and Technology)的研究人员开发出一种导电水溶胶，使应变灵敏性、自愈性、和可拉伸性得到前所未有的优化。“我们的材料胜过所有先前报道过的水凝胶，并引入了新的功能，”材料科学与工程教授Husam Alshareef陈述到。

导电水凝胶的信号可清晰地分辨不同的面部表情(图片来源：KAUST)

　　智能材料具有类似皮肤一样的拉伸、感知和弯曲能力，已发现在与人体交互中具有各种各样的应用。预期发展前景像辅助治疗创伤的可生物降解贴片一样宽广，还可扩展到触摸感应机械设备和可穿戴电子产品。

　　该材料由一种称为MXene的金属碳化物和含水水溶胶结合而成。除了其超过3400%的拉伸性能外，该材料还可快速回复至其初始状态，并可粘附于不同表面之上，例如皮肤。即使它被切成若干块，它仍可在重新附着后快速复原。

　　“这种材料对拉伸和压缩敏感性的不同是一个突破性的发现，并为水溶胶的感知功能增添了一个新的维度，”Alshareef实验室的博士后，本研究第一作者Yizhou Zhang陈述道。

　　这一创新策略在感知皮肤变化并将其转换为电信号的应用中具有极其重要的意义。例如，一层系在使用者前额薄薄的材料可区分各种不同的面部表情，像是皱眉或微笑。这一性能可使严重瘫痪的患者能够控制电子设备和交流。

　　当该材料薄带被系于喉部时，它们可表现出卓越的将语音转换成电信号的能力。这可使语言障碍者的谈话被清晰地听到。

　　“我们的材料在各种生物传感和生物医学应用中潜力非凡，”本研究共同作者Kanghyuck Lee陈述道。

　　更直接和特别有用的医学前景包括具有释药促愈功能的柔性创可贴。除了被贴于皮肤表面，这种覆盖物甚至可用于病变器官内部。研究人员还希望开发一种智能材料，可检测器官形状和体积，并能根据产生的信号改变药物的释放。

　　一种完美的能力是将医疗传感同治疗整合起来。其他有趣的前景是在机器人领域这一材料可被利用之处，例如，将其用于指触摸式感应机械拓展功能。

　　它同样可被用于防伪，该材料的复合电子平板被用来高度敏感地检测签名，当它们被书写时。

　　KAUST的研究者们已提出一长串可进一步研究和开发的潜在应用。“其商业化潜力巨大，”Alshareef总结道。