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新型水凝胶具有拉伸性、自愈性、应变敏感性等特点

水凝胶复合材料中的一种金属碳化物,具有人体皮肤般的延展和愈合功能,可用于医学和机器人技术。

Kaust开发了一种导电水凝胶,它具有可拉伸性、自愈性和应变敏感性,达到了新的极限。”我们的材料优于所有先前报道的水凝胶,并引入了新的功能,”材料科学与工程教授HusamAlsharef说。

像皮肤一样具有弹性、感觉和伸展性的智能材料有许多应用,它们与人体相互作用。从帮助伤口愈合的生物可降解贴片到可穿戴电子设备和触摸敏感机器人设备,各种各样的可能性应有尽有。

这种材料是由含水水凝胶和一种叫做Mxene的金属碳化物化合物组成的。这种材料不仅能够拉伸3400%以上,而且能迅速恢复到原来的形状,并能附着在许多表面,包括皮肤上。当切割成碎片时,它可以在重新连接后迅速自我修复。

相关报道一种可伸缩、无线、可穿戴的健康监护仪新型纳米疫苗治疗致命的皮肤癌。膳食维生素A可以预防常见的皮肤癌。“这种材料对拉伸和压缩的敏感性不同,这是一项突破性的发现,为传感能力增加了新的维度。”“水凝胶的性能,”第一作者张益洲(音译)说,他是Alsharef实验室的博士后。

这一新的维度在感知皮肤变化并将其转换为电子信号的应用中可能至关重要。例如,贴在用户前额上的一块薄薄的材料可以区分不同的面部表情,如微笑或皱眉。这种能力可以让极度瘫痪的病人控制电子设备和交流。

附在喉部的条状物具有将语音转换成电子信号的惊人能力。这可能会使说话困难的人被清楚地听到。

“我们的材料在各种生物传感和生物医学应用中有真正的潜力,”合著者Kanghyuck Lee说。

更直接和非常有用的医学可能性包括可释放药物促进愈合的弹性伤口覆盖物。除了粘附在皮肤上外,这些物质还可以应用于内部、患病器官上。该小组还设想开发一种智能材料,可以监测器官的体积和形状,并根据产生的信号改变药物释放。

理想的可能性是将医学传感和治疗结合起来。其他令人兴奋的可能性在于机器人技术,例如,这种材料可以用于机械的触摸敏感的手指状延伸。

此外,还有反反屏蔽的可能性,材料板和集成电子设备在检测签名时表现出高度敏感。

Kaust团队有一长串可能的应用程序,现在可以进一步探索和开发。”市场化潜力巨大,”Alsharef总结道。

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