UCLA裴启兵《Matter》：体温触发粘附的智能电子皮肤粘合剂！

近年来，电子皮肤得到了飞速的发展，它的一个重要特性是具有牢固但可逆的粘合力，可以直接粘附在皮肤上。目前所用的胶粘剂存在粘附力差或者难以去除等缺点，而理想的电子皮肤应能够像手表一样反复穿戴和分离。因此，可逆按需粘合（DoD）胶粘剂已引起可穿戴设备和电子皮肤领域的关注。

美国加州大学洛杉矶分校裴启兵教授等人报道了一种新的按需剥离的生物相容性胶粘剂，该胶粘剂具有较窄的温度转变范围和较大的模量变化，从而可通过皮肤温度触发实现粘合以及通过室温触发实现简单剥离。在可逆粘合剂的基础上，作者还演示了按需剥离摩擦式纳米发电机作为自供电无人机导航系统的人机界面。这种由皮肤温度触发的按需剥离粘合剂在智能人造皮肤、软机器人和自供电生物力学监测系统等许多应用中有着极大的应用前景。该研究以题为“Skin temperature-triggered, debonding-on-demand sticker for a self-powered mechanosensitive communication system”的论文发表在《Matter》上。

文章亮点：

（1）作者通过将丙烯酸十八烷基酯和丙烯酸十四烷基酯掺入化学交联的弹性体中来设计具有生物相容性的粘合/脱粘双稳态粘合剂聚合物（BAP）。该聚合物在26°C和32°C之间会发生从半结晶到非晶态的转变，导致高的粘合剂流动性和大的能量耗散。

（2）作者利用人体与周围环境之间的温差成功地将BAP开发为DoD生物相容性皮肤粘合剂。在皮肤温度下，对各种基材（包括人造皮肤和人体皮肤）的粘附性很强，而通过用水和空气冷却至周围环境则可实现轻松剥离，在浸入水中1分钟后即可轻松取下。

（3）作者使用BAP作为DoD基板，聚二甲基硅氧烷弹性体作为带电层，离子导电弹性体作为电极，制造了高度可拉伸且透明的DoD-TENG。基于单电极工作模式，该电子皮肤可产生42 V的开路电压和17.37 mW / m2的最大匹配峰值功率密度。作者还展示了人机界面用于自供电的无人机导航系统。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238521001107

来源：Polymer-science 高分子科学前沿