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  不同感知功能的柔性電子皮膚是未來機器人與環境交互的重要入口。機器人或傷殘人士在特定部位貼附電子皮膚可以實現與人體皮膚一樣的感知能力。為了進一步接近人類皮膚的功能與特點，柔性電子皮膚在獲得觸覺感知的基礎上，還集成了壓力、溫度、應變等多種傳感功能。雖然報道了多種具有壓力與溫度監測能力的多功能電子皮膚，但是其進一步發展依然具有許多挑戰性。首先不同傳感信號解耦過程復雜，給信號識別帶來了極大難度。其次，多功能感知的實現需要解耦和處理復雜傳感信號，大大增加了整個電子皮膚系統的能耗。而目前的柔性電力單元還不足以滿足電子皮膚對柔性、超薄、生物相容性與能源可持續性的要求。因此，實現多功能電子皮膚不同傳感信號的有效分離以及相應的能源可持續性是未來多功能電子皮膚類可穿戴設備的進一步發展的前提。

  近期，蘇州大學功能納米與軟物質研究院孫旭輝教授團隊提出了一種集成了摩擦電效應與熱電轉換效應的柔性自供電溫壓一體化電子皮膚。該電子皮膚能夠同時感應出溫度與壓力刺激，并且將壓力和溫度刺激分別轉換為兩個獨立的電壓信號。該電子皮膚的溫度傳感通過自然溫度梯度實現自供電，最小分辨率為0.5 K，靈敏度達到220 μV/K。基于摩擦電的自供電壓力傳感器可以在寬范圍內（1 Pa-100 kPa）檢測壓力，最高靈敏度達到1.394 V/kPa。此外，在開發的一體化器件中，PEDOT:PSS摻雜MCNTs組成的復合薄膜同時作為溫度傳感層與電極層，水平方向上的熱電偶薄膜對溫度具有敏感性，而基于摩擦電的自驅動壓力傳感器對垂直方向上的壓力具有敏感性。通過器件結構的創新設計實現了溫度與壓力傳感信號的分離，因此不需要開發額外的算法或者進行復雜的解耦計算。更為重要的是，所有這些傳感功能不需要外部電源即可實現，并且能保持相當好的穩定性。該工作為無源多功能電子皮膚的發展提供了一個很有前途的原型，它在柔性可穿戴設備和人工智能感知中具有巨大的應用潛力。

  該工作以”Energy Autonomous Electronic Skin with Direct Temperature-Pressure Perception”為題發表在Nano Energy上，文章第一作者是蘇州大學碩士研究生陳云峰。該研究得到國家自然科學基金委的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107273