柔性電子材料由于可以適應人體的彎曲結構，有望用于實現(xiàn)智能醫(yī)療監(jiān)控，甚至改變人機交互的方式。目前，柔性電子材料已用于很多智能系統(tǒng)，包括電子皮膚、軟機器人和可穿戴設備。然而，當前制造出能夠滿足各種高級應用中復雜要求的材料仍然是一個挑戰(zhàn)，包括導電性、粘附性、自我修復、柔性、可印刷和良好機械性能等等。

  丹麥科技大學Alireza Dolatshahi-Pirouz教授等人提出了一種基于埃洛石納米管（HNT）和聚多巴胺（PDA）的簡便兩步法，通過納米管排列和貽貝啟發(fā)化學所制備的柔性復合材料的電導率增加了3倍，機械強度增加了20倍，能量耗散增加了7倍。同時，該復合材料可伸長至其原始長度的30000％，在600％應變后仍保持其導電性能，且在幾秒鐘內可自我修復，并顯示出應變敏感性。此外，該柔性電子材料是可3D打印的，因此在定制可穿戴電子設備領域具有很大的應用前景。該研究以題為“Soft Electronic Materials with Combinatorial Properties Generated via Mussel-Inspired Chemistry and Halloysite Nanotube Reinforcement”的論文發(fā)表在《ACS nano》上。

  （1）作者報道了一種簡單而通用的方法，制備一種新型柔性電子材料（CareGum）。作者將HNT涂上PDA，并與鐵離子一起嵌入聚乙烯醇基的聚合物中。它由帶負電的聚合物基質組成，該基質通過定向排列的納米管形成了可滲透離子傳導的導電網絡，因此具有離子導電性、高粘合性、可重構性和粘彈性。

  （2）優(yōu)化設計的CareGum還能以100％的效率展現(xiàn)出機電自修復功能，并且可以延伸至其原始長度的30000％，遠遠超過了目前的記錄。它的形狀重構能力與自我修復性能容易讓人聯(lián)想到天然組織，因此可用于軟機器人的生產。

  （3）作者將CareGum用于可穿戴的電子紡織品，來精確監(jiān)控低振幅和高振幅的人類活動，包括關節(jié)、肌肉和復雜的機械動作。作者還嘗試通過在紡織品袖子上以“量身定制”的方式3D打印CareGum，以生產具有人體運動感應能力的電子產品。CareGum不僅解決了材料科學領域的挑戰(zhàn)，還有望在生物醫(yī)學工程、聚合物科學、電子學和軟機器人領域得到廣泛應用。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c09204