文｜陈根

皮肤是人体中最大的器官，包裹在身体表面，直接同外界环境接触，具有保护、排泄、调节体温和感受外界刺激等一系列作用。智能皮肤的力学性质与自然皮肤的力学性质有着良好的匹配，近些年，从医疗保健到传感器材料，智能皮肤都发挥着越来越重要的作用。

近日，意大利科学家安娜领导奥地利格拉茨理工大学的研究人员，开发出一种新型智能皮肤，该皮肤每平方毫米有2000个独立传感器，灵敏度是真实皮肤的1000倍，能以极高的空间分辨率同时对力、水分和温度作出反应。

新型智能皮肤由极薄的混合材料制成，内部每一个传感器都由以内部水凝胶结合智能聚合物和压电氧化锌外壳形式构成。水凝胶可以吸收水分，在湿度和温度发生变化时膨胀。在此过程中，水凝胶会对压电氧化锌施加压力，从而让压电氧化锌通过电信号响应此压力以及所有其他机械应力。

与人类皮肤相比，在厚度方面，第一批人造皮肤样本的厚度为6微米，而人表皮的厚度为0．03—2毫米。在灵敏度方面，人类皮肤可感知约1平方毫米大小的物体，而人造智能皮肤的灵敏度为人类皮肤的1000倍。此外，该皮肤能探测到触觉、温度、水分甚至微生物。

值得一提的是，这种智能皮肤的核心部件使用了基于蒸汽制造的工艺而生成，这一工艺目前已经很成熟，因此该智能皮肤很不仅柔软，而且很容易扩展。并且，该研究结合了水凝胶材料的化学气相沉积、氧化锌的原子层沉积和聚合物模板的纳米压印光刻技术，首次制造出如此敏感、强大的皮肤。

随着科技的进步，人类对机器人的期待不仅仅局限于让它们会说话、能活动，更希望它们有嗅觉、有触觉、能感知。此次开发出的智能皮肤，就是让机器人更加智能的途径之一。此外，该材料在智能假肢方面也有很大潜力。

未来，研究人员希望通过扩大材料反应的温度范围，优化该皮肤特性。目前，研究人员已将该项目的最新进展发表在了Advanced Materials Technologies上。