기계적 적응성, 초광범위 선형 반응 범위 및 우수한 온도 내성을 갖춘 극도로 신축성 있고 자가 치유 가능한 전기 피부

인간 피부의 복잡한 기능을 모방하는 인공 전자 피부(e-skin)는 외부 자극을 전자 신호로 변환할 수 있다. 그러나 극도의 신축성, 자가 치유, 기계적 순응성, 극한의 온도 내성 및 초광범위 선형 반응 범위를 갖춘 e-skin 감지 재료를 제작하는 것은 여전히 도전 과제이다. 여기에서 우리는 화학적으로 및 물리적으로 교차 결합된 폴리아크릴아미드-PVP 이중 네트워크 에틸렌 글리콜 오르가젤에 폴리비닐피롤리돈(PVP) 캡이 달린 Ag 나노와이어를 도입하여 제작한 새로운 e-skin 센서를 시연한다. 결과로 만들어진 오르가젤 e-skin은 극도의 신축성(>22,000%), 자율적인 자가 치유 및 기계적 순응성을 나타낸다. 특히, 이 센서는 항동결 및 항가열 기능을 갖추고 있으며(-20~80 °C), 0-430% 인장 변형에 대해 0.15의 게이지 계수와 430-18,100% 인장 변형에 대해 0.71의 게이지 계수를 갖는 초광범위 선형 반응 범위를 제공한다. 곡면에 동적으로 적응함으로써 e-skin 센서는 대규모 신체 변형, 공간 제스처 동작 및 운동 행동과 건강 수준 평가를 위한 생리학적 신호의 실시간 및 현장 추적에 통합적인 응용을 보여주며, 웨어러블 전자기기, 생의학 기기 및 소프트 로보틱스에서 큰 가능성을 보인다.