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  近年來，柔性可穿戴電子皮膚在健康醫療監測、人體運動監控以及人機交互等領域得到了巨大的關注，其與人體表皮的保形黏附及可逆脫附有助于實現準確的信號檢測和穩定的器件性能。此前發展了基于不同刺激的響應性可逆黏附膜，如pH、UV、化學試劑，但這些條件限制了其在人體上的應用。因此，如何使用溫和、有效、易獲取的刺激響應源實現與皮膚的可逆黏附仍存在挑戰。

  針對這一問題，UCLA軟材料課題組發展了一種皮膚溫度響應黏附、室溫響應脫附的生物友好可逆黏附膜（BAP）。研究者巧妙地將側鏈烷基丙烯酸酯（丙烯酸十八烷基酯SA及丙烯酸十四烷基酯TA）與二元聚氨酯丙烯酸酯低聚物(UDA)聚合，利用半結晶-無定形態的轉變調控聚合物的流動粘彈性和能量耗散特性，進而實現其在人體表皮上的按需黏附及脫附。在此配方中，調配不同鏈長的側鏈烷基丙烯酸酯（SA和TA）配比，可以控制黏附相轉變溫度。不同于常用的形狀記憶材料中結晶鏈段交聯于聚合物內部， SA和TA的長側鏈烷基作為結晶鏈段自由懸掛于體系中，這使得側鏈運動靈活，保證了相對窄的狀態轉變區間（26 -32 °C）。UDA作為長鏈引發劑，在增大材料韌性的基礎上，不提高黏附態的模量，實現了材料的高模量轉變（~1000倍）。

圖1 皮膚溫度/室溫響應可逆黏附膜的原理及調控

  BAP膜在皮膚溫度時，模量降低，黏附增大，可與皮膚形成良好的共形接觸，準確地跟隨皮膚的變形而變形。將黏附在基材上的BAP膜置于空氣中或自來水中，BAP膜模量升高，黏附降低，可輕易地與基材脫附。值得指出的是，BAP膜黏附特性的改變主要受到溫度變化的影響，而不受到與水接觸的影響。基于材料的這種疏水特性，BAP膜在自來水中脫附后仍可以重復使用。

圖2 BAP膜的可逆黏附性能

  通過將BAP膜作為基底，制備了透明、超拉伸、按需脫附的單電極摩擦電納米發電機（DoD-TENG），并將其用于無人機控制。該設計保證了器件在使用時與人體皮膚緊密接觸，而脫附時不會造成器件各部分的錯位破壞。本文介紹的皮膚溫度/室溫響應的可逆黏附膜在電子皮膚、人機交互等應用領域有廣闊的應用前景。

圖3.體溫響應可逆黏附膜用于人機界面

  這項研究結果以“Skin temperature-triggered, debonding-on-demand sticker for a self-powered mechanosensitive communication system”為題發表于Matter（DOI: doi.org/10.1016/j.matt.2021.03.003）。論文的第一作者為UCLA博士后、天津科技大學教師高萌,共同第一作者為UCLA博士生吳瀚翔，通訊作者為裴啟兵教授。

  論文鏈接：https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(21)00110-7