来源：DeepTech深科技

近期，来自清华大学、北京大学以及中科院等科研院所的几位科学家研制出了一种新的交互式电子皮肤，大大降低了可见色变所需的外界条件。这一成果也将会用于机器人、假肢和其他穿戴式设备。

近日，《二维材料》（2D Materials）在线发表了清华大学、北京大学以及中科院等科研院所研究人员合作，将石墨烯传感器集成在瞬时应变模量的可视化梯度聚合物电致变色装置上的相关实验及研究成果。该论文题为“Integration of graphene sensor with electrochromic device on modulus-gradient polymer for instantaneous strain visualization”。

众所周知，自然界很多动物都有一种人类无法复制的本领，就是变色！比如变色龙，章鱼以及鱿鱼等。在遇到敌人追捕或感受到威胁时，它们通过改变皮肤的颜色巧妙地伪装自己。而当碰到青睐的异性时，皮肤会变得更加鲜艳以提高魅力。有时候，当身体温度改变时，它们皮肤的颜色也会改变。

科学家们一直在尝试复制这种能力。现有的人工皮肤只有在产生极大的机械形变时才会显示出肉眼可见的颜色变化。不过，最近来自清华大学、北京大学以及中科院等科研院所的几位科学家研制出了一种新的交互式电子皮肤，大大降低了可见色变所需的外界条件。这一成果也将会用于机器人、假肢和其他穿戴式设备。这个新的电子皮肤的材料主要是石墨烯，由高灵敏度的电阻应变传感器和可拉伸的有机电致变色器件构成。

交互式电子皮肤原理图

文章第一作者杨婷婷博士说，“为了简化制造工艺、降低成本但是又要保证效果，我们仔细研究了石墨烯的机电特征，最终选择用石墨烯设计一种模量梯度结构，作为高灵敏度的应变感测元件和有机电致变色层的不敏感可伸展电极。我们发现低于10%的微小的机械形变就足以引起较明显的颜色变化。同时通过测量RGB颜色的变化值也提供了一种量化应变力的大小的新方法。”

文章另一作者，来自清华大学材料学院的朱宏伟教授表示，“石墨烯具有高透明度，快速载体运输，灵活性和比表面积大等特点，在柔性电子元件上有非常大的应用潜力，包括可拉伸电极，超级电容器，传感器和光学器件。同时我们的实验结果也表明，基材的机械性能与应变传感材料的性能密切相关。这是以前常常被忽略的东西。我们认为在将来对某些功能材料的机电行为的研究时应该对这一点多加考虑。”

最后，杨博士最后补充道：“虽然之前很少有新闻来报道我们的这种在如此小的应变范围内就可以产生交互式颜色变化的电子皮肤，但是它将来在穿戴式设备，机器人和假肢中的应用前景将会非常广阔。”相关论文全文发表在 2D Materials, Volume 4, Number 3（DOI: 10.7498/aps.66.026103）上。