“当前许多自修复材料的一大挑战在于，它们不透明，且在潮湿环境中难以有效工作，”新加坡国立大学材料科学与工程助理教授Benjamin Tee说道。
“这些缺陷使它们难以用于触摸屏等电子应用，而这类设备往往需要在潮湿的天气条件下使用。
“基于这一构想，我们开始研究水母——它们是透明的，并且能够感知潮湿环境。因此，我们思考如何制造一种人工材料，既能模仿水母的防水特性，又具备触控感应能力，”Tee说道。他多年来一直从事电子皮肤研究，并于2012年参与开发了首款可自我修复的电子皮肤传感器。
“我们希望创造一个未来，让电子设备……能够实现自我修复功能，从而减少全球电子废弃物的数量。”
研究人员制备了一种凝胶，由含氟碳聚合物与富氟离子液体组成。两者结合后，聚合物网络通过高度可逆的离子-偶极相互作用与离子液体发生作用，从而实现自我修复。
“大多数导电聚合物凝胶（如水凝胶）在浸入水中时会膨胀，或在空气中随时间推移而干燥，”Tee说道。“我们的材料与众不同之处在于，无论在潮湿还是干燥的环境中，它都能保持其形状。它在海水中表现良好，甚至在酸性或碱性环境中也能正常工作。”
为制造电子皮肤，团队将该材料打印成电子电路。作为一种柔软且可拉伸的材料，其电学性能会在被触摸、按压或拉伸时发生变化。
“随后，我们可以测量这种变化，并将其转换为可读取的电信号，从而实现多种不同的传感应用，”Tee说道。他同时隶属于新加坡国立大学全球健康研究与技术生物医学研究所。
“我们材料的3D可打印性还展现出在制造全透明电路板方面的潜力，这类电路板可用于机器人应用。我们希望这种材料能够用于开发新兴类型软体机器人的各种应用。”
软体机器人，以及整体而言的软电子器件，旨在模仿生物组织，使其在机械上更具顺应性，以便用于人机交互。除了传统的软体机器人应用之外，该材料的防水技术还可用于设计两栖机器人和耐水电子器件。
该皮肤的另一大优势在于其减少废弃物的潜力。
“全球每年产生数百万吨电子废弃物，来自破损手机或平板电脑等设备。我们希望创造一个未来，让由智能材料制成的电子设备能够实现自我修复功能，从而减少全球电子废弃物的数量，”Tee说道。
Tee及其团队希望进一步探索该材料的更多可能性。“目前，我们正利用该材料的综合特性开发新型光电器件，这些器件可用于许多新的人机通信界面，”他说。
该研究发表于《Nature Electronics》。其他共同作者来自清华大学和加州大学河滨分校。
